- AESabesp

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- AESabesp

Ano IX - Nº 31 - Outubro/Novembro/Dezembro 2008
Impressa em papel reciclado
Eficiência
EnErgética
Será o Brasil a grande potência
energética do Século XXI?
EntrEvista
dilma pEna
A Secretária de Energia e Saneamento do
Estado de São Paulo fala sobre a importância
da energia elétrica no processo do saneamento.
Página 6
E muito mais...
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>
Fenasan 2009
artigos técnicos
opinião
“Causos” do saneamento
Editorial
12, 13 e 14 de agosto de 2009
Pavilhão Amarelo do Expo Center Norte
São Paulo/SP
e
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Sustenta
caminho pararsalização do
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sanea
Envie seu trabalho
até 31/03/09.
A comunicação de aceite/recusa aos autores será
feita a partir de 30/04/2009.
para tEmário complEto
E Envio dE trabalhos, acEssE:
www.fenasan.com.br/encontrotecnico
valores de inscrição do XX Encontro técnico
Categoria
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Até 30/06
A partir de 01/07
Associados e autores de trabalho
95,00
110,00
Congressistas
300,00
350,00
Estudantes
150,00
170,00
Obs.: associado AESABESP autor de trabalho é isento.
Limitado a uma isenção por trabalho inscrito.
rEALizAçãO
4 | SaneaS
AESABESP
Associação dos Engenheiros da Sabesp
PAtrOCíniO
OrgAnizAçãO
Informações:
Fone / Fax: 11 3871 3626
[email protected]
outubro / novembro / dezembro
|
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Ru
•Ebara Indústrias e Comércio
Básico do Estado de ao Paulo
•Ebro Stafsjö do Brasil Importação e
•Abimaq – Associação Brasileira
Exportação de Válvulas
de Indústria de Máquinas e
•
Organização Ecosan Equipamentos para Saneamento
•Edra Saneamento Básico Indústria e
Equipamento, com a Ilha Sindesan
Comércio
(Sindicado Nacional das Indústrias
•Eletrônica Santerno Indústria e Comércio
de Equipamentos para Saneamento
•Emec Brasil Sist. Tratamento de Água
Básico), formada por um “pool” de
•Emicol Eletro Eletrônica
empresas que atendem o setor de
•Enmac Engenharia de Materiais Compostos
saneamento.
•ABS Indústria de Bombas Centrífugas
•ESA Eletrotécnica Santo Amaro
•Acquasan Equipamentos para
•Exatta Precisão em Dosagem
Tratamento de Água e Efluentes
•Famac Indústria de Máquinas
•Aerzen do Brasil
•Fernco do Brasil
•Ag Solve Monitoramento Ambiental
•FGS Brasil Indústria e Comércio
•Albrecht Equipamentos Industriais
•Fluid Feeder Indústria e Comércio
•Allonda Comercial de Geossintéticos
•GE Fanuc do Brasil
Ambientais
•Getesi Indústria de Equipamentos
•Amanco Brasil
Eletrônicos e Sistemas
•Amitech Brasil Tubos
•Glass Ind. e Com. de Bombas Centrífugas e
•Aquamec Equipamentos
Equipamentos
•AVK Válvulas do Brasil
•Guarujá Equipamentos para Saneamento
•Bombas Leão
•Helmut Mauell do Brasil
•Brasbom Comercial Importação e
•Hidroductil Tubos e Conexões
Exportação
•Hidrosul -Máquinas Hidráulicas Hidrosul
•Bugatti Brasil Válvulas
•Hidro Solo Indústria e Comércio
•Centroprojekt do Brasil
•Higra Industrial
•CMR4 Engenharia e Comércio Ltda. •Huesker
Caetano Tubos
•Imbil - Indústria e Manutenção de Bombas
•Conexões Especiais do Brasil
ITA
•Continuum Chemical Latin America
•Interativa Indústria, Comércio e
•C.R.I. Bombas Hidráulicas
Representações
•Danfoss do Brasil Indústria e Comércio •Interlab Distribuidora de Produtos
•De Nora do Brasil
Científicos
•Degrémont Tratamento de Águas
•Invel Comércio Indústria e Participações
•Digitrol Indústria e Comércio
•ITT Brasil Equipamentos para Bombeamento
•Dinatécnica Indústria e Comércio
e Tratamento de Água e Efluentes
•Dositec Bombas Equipamentos e
•Kanaflex Indústria de Plásticos
Acessórios
•Kemwater Brasil
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•KSB Bombas Hidráulicas
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•Lamon Produtos
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•Sabesp – Companhia de Saneamento
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Se solidificando, a cada ano, como o maior eventoastécnico-mercadológico
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saneamento ambiental do País e um dos maiores em escala mundial, a Fenasan
2009 já conta com os mais influentes expositores do mercado nesse segmento.
hão (colunas,etc.).
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Presenças confirmadas
na Fenasan 2009
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HIDRANTE
Telefones
²
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18m
120
•Máquinas Agrícolas Jacto
•Mark Grundfos
•Marte Balanças e Aparelhos de Precisão
•Masterserv - Controle de Erosão e Comércio
•Niagara Comercial
74me Controle
•Nivetec Instrumentação
²
•Nunes Oliveira Máquinas e Ferramentas
•Pieralisi do Brasil
•Plastimax Indústria e Comércio
•Poly Easy do Brasil Indústria e Comércio
•Proacqua Processos de Saneamento de
Efluentes e Comércio
•Prominas Brasil Equipamentos
•Restor Comércio e Manutenção de
Equipamentos Eletromecânicos
•Saint - Gobain Canalização
•Sampla do Brasil Indústria e Comércio de
Correias
•Sondeq Indústria de Sondas e
Equipamentos
•Sparsol Indústria e Comércio de
Equipamentos Industriais
•Tecniplás Tubos e Conexões
•Tigre Tubos e Conexões
•Uziseal Comércio Reparos de Peças
Industriais
•Vibropac Indústria e Comércio de
Equipamentos
•Vika Controls Comércio de Instrumentos e
Sistemas
•Wam do Brasil Equipamentos Industriais
•Wastec Brasil Comércio de Produtos
Químicos
•Weatherford Indústria e Comércio
•Weir do Brasil
SaneaS | 5
AE
ÍndiCE
ExpEdiEntE
Saneas é uma publicação técnica bimestral da Associação
dos Engenheiros da Sabesp
DIRETORIA EXECUTIVA
Presidente - Luiz Yukishigue Narimatsu
Vice-Presidente - Pérsio Faulim de Menezes
1º Secretário - Nizar Qbar
2º Secretário - Ivo Nicolielo Antunes Junior
1º Tesoureiro - Luciomar Santos Werneck
2º Tesoureiro - Nélson Luiz Stábile
12 Eficiência
matéria tEma
energética
EntrEvista
6 Dilma Pena
OpiniãO
10 Automação como elemento estratégico de
competitividade
matéria sabEsp
24 Programa de eficiência energética
visãO dE mErcadO
29 João Guilherme Sabino Ometto
infOrmE cOmErcial
30 Renato Monticelli
artigO técnicO
32 Eficiência hidráulica e redução do consumo de energia
elétrica - O Estudo de Caso do Extremo Norte da RMSP
37 Eficiência Energética como Indicador na Gestão de
Sistemas de Tratamento de Esgoto - ETEs
“causOs” dO sanEamEntO
45 Quero-quero, futebol e Sabesp. Quanta confusão!
palavra dE amigO
46 Dirce Rascado fala sobre Sylvio Leite
6 | SaneaS
DIRETORIA ADJUNTA
Diretor de Marketing - Carlos Alberto de Carvalho
Diretor Cultural - Olavo Alberto Prates Sachs
Diretor de Esportes - Gilberto Margarido Bonifácio
Diretor de Pólos - José Carlos Vilela
Diretora Social - Cecília Takahashi Votta
Diretor Técnico - Choji Ohara
CONSELHO DELIBERATIVO
Aram Kemechian, Carlos Alberto de Carvalho, Choji Ohara,
Gert Wolgang Kaminski, Gilberto Margarido Bonifácio,
Helieder Rosa Zanelli, José Carlos Vilela, Ivan Norberto
Borghi, Luis Américo Magri, Marcos Clébio de Paula, Nélson
César Menetti, Olavo Alberto Prates Sachs, Ovanir Marchenta
Filho, Sérgio Eduardo Nadur e Valter Katsume Hiraichi
CONSELHO FISCAL
José Marcio Carioca, Gilberto Alves Martins e Paulo
Eugênio de Carvalho Corrêa
Pólos da Região Metropolitana de São Paulo - RMSP
Coordenador - Aram Kemechian
Costa Carvalho e Centro - Maria Aparecida S.P. dos Santos
Leste - Luis Eduardo Pires Regadas
Norte - Oswaldo de Oliveira Vieira
Oeste - Evandro Nunes de Oliveira
Ponte Pequena - Mercedino Carneiro Filho
Sul - Paulo Ivan Morelli Fransceschi
Pólos AESABESP Regionais
Coordenador - Helieder Rosa Zanelli
Baixada Santista - Ovanir Marchenta Filho
Botucatu - Osvaldo Ribeiro Júnior
Franca - Marcos Marcelino de Andrade Cason
Itapetininga - Rubens Calazans Filho
Lins - Marco Aurélio Saraiva Chakur
Presidente Prudente - Robinson José de Oliveira Patricio
Vale do Paraíba - José Galvão F. Rangel de Carvalho
CONSELHO EDITORIAL - Jornal AESabesp
Sonia Regina Rodrigues (Coordenadora)
FUNDO EDITORIAL
Silvana de Almeida Nogueira (Coordenadora)
Antonio Soares Pereto, Dione Mari Morita, Eliana Kitahara,
José Antonio de Oliveira Jesus, Luiz Narimatsu, Maria Lúcia
da Silva Andrade, Milton Tsutiya, Miriam Moreira Bocchiglieri
Coordenador do site: Luis Américo Magri
JORNALISTA RESPONSÁVEL
Maria Lúcia da Silva Andrade - MTb.16081
Assistente de Redação: Walter Prandi
Foto de Capa: Odair Faria
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|
2008
editorial
Necessidade de Tecnologia e
Planejamento para Produção de Energia
O tema desta edição da Revista Saneas, “Eficiência
Energética”, nos mostra uma das mais concretas esperanças para alcançarmos a sustentabilidade do milênio,
mesmo em meio à turbulência do sistema financeiro
mundial. Hoje, somos conscientes de que não bastam injeções de crédito para se garantir a qualidade de vida do
Planeta. É preciso também enfrentar as conseqüências
do aquecimento global e potencializar a empregabilidade da tecnologia, a serviço da preservação.
O Brasil possui a maior reserva hídrica mundial e
o maior potencial de geração de energia hidrelétrica,
apesar do uso aproximado de somente 30% dessa
capacidade. Em recente seminário realizado em São
Paulo, o Ministro de Minas e Energia, Edison Lobão,
afirmou que “a energia elétrica será o carro-chefe da
economia em 2009”. Mas o ministro apresentou ainda
perspectivas de investimentos para aumento na geração de energias limpas, como eólica, nuclear, solar,
biodiesel e etanol.
A crise financeira também foi assunto nesse debate,
no qual foi dado o seguinte recado: “Empresários: sejam prudentes, mas não temam a crise. Não dêem a ela
proporções maiores do que as reais. Não haverá atrasos
de um dia sequer no cumprimento dos prazos dos projetos do governo para a geração de energia”, enfatizou
o Ministro, endossando o coro de nossas lideranças na
garantia de que o país será pouco afetado pela crise
internacional. Apesar dos nossos mais sinceros votos
de que a previsão do Ministro esteja certa, o fato é
que a necessidade de tecnologia e planejamento para
produção de energia, além de incentivos fiscais, é prioridade dentro dos resultados que esperamos.
|
2008
Dentro desse contexto, a entrevista com a Secretária de Saneamento e Energia do Estado de São Paulo, Dilma Pena, nessa edição, que aborda a eficiência
energética no setor de saneamento, traz a confirmação da atenção do Governo Federal na continuidade
do financiamento de obras com recursos do FGTS e do
BNDES, mas também aponta a questão fiscal como
um dos principais entraves. “Há uma carga tributária
excessiva que incide sobre o faturamento das empresas de saneamento do país”, admite a Secretária, que
sugere a desoneração de PIS e COFINS, o que traria
cerca de R$ 1,4 bilhão por ano a mais para o sistema
de abastecimento de água e esgotamento sanitário.
Nessa edição, ainda apresentamos todas as formas
de energias convencionais e alternativas em nossa
matéria tema, que reforça a importância do Brasil no
cenário internacional desse setor. E nos artigos técnicos escolhidos para esse número há exemplos de otimização da eficiência energética, desenvolvida tanto
por profissionais técnicos da Sabesp, quanto de outros
núcleos de excelência em saneamento. E essa “expertise” também se traduz na visão profissional das seções
“Opinião” e “Visão de Mercado”, assinadas por especialistas em seus respectivos campos de atuação.
E para acentuar a visão humanística nos bastidores
do nosso setor, esta Revista caprichou nas duas sessões
que têm feito muito sucesso entre os nossos profissionais: a “Causos do Saneamento”, com histórias que
dão aquele ar de graça ao nosso dia a dia, e a “Palavra
de Amigo”, que mexe com a emoção dos leitores, por
meio da valorização de um dos bens mais preciosos da
espécie humana: a amizade.
Uma boa leitura a todos e votos de muito sucesso e
realizações em 2009!
Eng. Luiz Narimatsu
Presidente da AESabesp
Saneas | 7
entrevista
Dilma Pena
Dilma Pena é
Secretária de
Saneamento
e Energia do
Estado de São
Paulo. Sob a sua
coordenação
estão cinco
entidades de
saneamento
e energia do
Estado: Sabesp,
Cesp, Arsesp,
DAEE e Emae .
Foi Diretora de
Saneamento da
Secretaria de
Política Urbana
do Ministério de
Planejamento,
na gestão do
Ministro José
Serra, atual
Governador do
Estado de São
Paulo.
Mestre em
Administração
Pública pela
Fundação
Getúlio Vargas
(FGV/EAESP
- Escola de
Administração
de Empresas
de São Paulo),
também é
presidente do
Fórum Nacional
de Secretários
Estaduais de
Saneamento.
Secretária aborda a eficiência
energética no setor de saneamento
8 | Saneas
Saneas: O Brasil é detentor de uma matriz de
energia elétrica fortemente baseada na geração hídrica e no uso eficiente da água. Em
São Paulo também a sinergia entre água e
energia é uma base estrutural decisiva para a
excelência do Estado?
Dilma Pena: Sim. Para o atendimento da Carga
Própria do Estado de São Paulo, no que se refere a
energia elétrica, o acumulado até outubro de 2008
foi de 107.332 GWh, e as usinas de energia elétrica
em operação no Subsistema Interligado no Estado
de São Paulo produziram 59.239 GWh no mesmo
período. Desse total de geração no Estado, 98%
são de origem hidroelétrica, sem contar os autoprodutores e co-geradores. Desta forma, ficam
evidentes a sinergia e a importância desses quesitos para o desenvolvimento sustentado do Estado
de São Paulo.
Saneas: Quanto do consumo total de energia
elétrica do Brasil é consumido pelo setor de
saneamento? E os investimentos empregados
nesse setor são adequados à necessidade do
consumo da água e da implantação do esgotamento sanitário no País?
Dilma Pena: O consumo de energia elétrica na
produção e distribuição de água para abastecimento e de coleta e tratamento de esgotos é bastante
alto: são necessários cerca de 2.150 GWh médios
para a operação da Sabesp, o que representa cerca
de 1,87% do que o Estado de São Paulo consome.
Representa ainda a terceira maior despesa da empresa, pouco superior a R$ 470 milhões em 2007.
A energia elétrica é um dos insumos mais intensamente utilizados no processo produtivo não só
do setor de saneamento como em toda a cadeia
produtiva e, por isso mesmo, é alvo de diversas
ações de controle e de redução de custos. No caso
da Sabesp, há alguns anos vem sendo empreendido um amplo programa de eficiência de energia
elétrica, o que buscamos aperfeiçoar a partir de
2007. Esse programa abrange aspectos de geren-
ciamento dos contratos de energia, de melhoria
da eficiência das instalações e o aproveitamento
dos potenciais de geração de energia elétrica nas
próprias plantas da empresa.
As ações de gestão em energia elétrica compreendem, por exemplo, a otimização dos contratos com
as concessionárias, o que representou uma economia de R$ 3,5 milhões desde janeiro deste ano. A
partir de 2009 espera-se reduzir essa conta em
R$ 680 mil por ano por intermédio da mudança
de classe de tensão de algumas unidades; a migração para o Mercado Livre de energia proporcionou,
por sua vez, uma redução de R$ 40 milhões na
despesa com esta utilidade em 2007. Dentre as
ações relacionadas à melhoria das instalações,
como adequação de sistemas e equipamentos e
alteração de rotinas operacionais, estão sendo realizados diagnósticos de grandes instalações como
o almoxarifado de materiais, as EEAB Rio Grande e
Guarapiranga, o Booster São José, a ETE São Miguel
Paulista, entre outras. Estima-se um investimento
de R$ 7 milhões que poderá obter uma economia
de energia de 6 mil MWh/ano, ou o consumo de
uma localidade de 12 mil habitantes. Além disso,
a empresa persegue continuamente as metas de
redução nas perdas de água visto que os sistemas
de produção e distribuição de água respondem
por quase 87% do consumo de energia elétrica na
companhia. Quanto ao aproveitamento do potencial de geração de energia elétrica na Sabesp, além
do inventário que se está realizando, foram identificadas oportunidades importantes no vertedouro
da Cascata, na ETA Guaraú e na ETE Barueri e os
projetos para gerar energia estão avançando.
Saneas: Com o sancionamento da Lei do
Saneamento Básico, em janeiro de 2007, já
pode se afirmar que um novo ciclo de expansão dos investimentos, com respaldos legais e
normas estabelecidas pelo processo de regulação, apresentou resultados concretos?
|
2008
entrevista
Dilma Pena: Por redefinir o regramento geral da
prestação dos serviços de saneamento no Brasil e apesar de persistirem dúvidas quanto à titularidade destes
serviços, a aprovação do marco regulatório representa
um avanço importante. Especialmente porque cria
condições para que novos investimentos sejam aportados ao setor, de maneira perene e sustentável, capaz de
fazer frente aos desafios de universalizar os serviços de
água e esgotos e contribuir decisivamente para a despoluição ambiental.
Um dos aspectos inovadores da legislação em vigor diz
respeito à necessidade de constar, nos contratos de programa que estão sendo celebrados entre os municípios
e os prestadores de serviços, um programa de investimentos. Esse programa deverá ser compatível com o
plano municipal de saneamento e tem como objetivo
equacionar o financiamento das ações necessárias à
universalização dos serviços no prazo estabelecido pela
municipalidade como adequado. Assim, uma nova base
de relacionamento entre o prestador de serviços e o
poder local tem sido construída.
Um exemplo deste novo momento do saneamento no
Brasil é a evolução do processo de renovação dos contratos de programa entre a Sabesp e os municípios cujas
concessões vencerão em breve ou venceram recentemente. O Estado, sua concessionária estadual e cada
um dos 158 municípios nesta situação estabeleceram
uma agenda de negociação transparente e voltada ao
alcance de resultados concretos para resolver a questão
dos déficits de cobertura dos serviços e a ampliação
dos níveis de eficiência na sua prestação, pactuando as
metas e os investimentos requeridos para que isso seja
possível. Esses contratos, por sua vez, estão sendo regulados e fiscalizados pela Arsesp (Agência Reguladora de
Saneamento e Energia do Estado de São Paulo), cujo
papel é atuar como árbitro da relação entre município e
prestador de serviços para garantir o cumprimento dos
acordos. Dentre eles estão 12 contratos de programa
que foram formalizados com municípios cuja prestação
dos serviços era feita de modo precário, sem contrato de
concessão ou outro tipo de ajuste. O modelo tem sido
tão bem-sucedido que outros 21 municípios optaram
por antecipar o momento da renovação dos contratos
com a Sabesp e participar do processo decisório de alo-
Você não precisa seguir por
esse caminho para reparar
tubulações subterrâneas
Pipe Patch é um sistema patenteado, com
uma tecnologia inovadora para reabilitação
sanitária rápida, sem emendas e buracos
nas ruas. Isso diminui o trânsito e não
estraga o visual da cidade. Pipe Patch tem
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variam de 2 a 16 polegadas de diâmetro.
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| 2008
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Saneas | 9
w w w. S 1 E o n l i n e . c o m
entrevista
cação de R$ 5,9 bilhões entre 2007 e 2010 do orçamento
empresarial da Sabesp para investimento na ampliação
e melhoria dos sistemas existentes.
Saneas: O Ministério das Cidades estima investimentos da ordem R$ 200 bilhões, num horizonte
de 20 anos, para se atingir a universalização dos
serviços de abastecimento de água e de esgotamento sanitário no País. O Estado de São Paulo
concorda com esses números?
Dilma Pena: Além de recursos vultosos - muito superiores ao investido nas duas últimas décadas - é requerido muito esforço para alcançar a universalização
dos serviços até 2020. Se mantido o volume de recursos
investidos nos últimos anos no Brasil, cerca de 0,22% do
PIB/ano, a universalização só será alcançada daqui a 60
anos, o que é inadmissível.
O Governo de São Paulo tem contribuído fortemente
para aumentar os níveis de cobertura dos serviços no
país. No que se refere à coleta de esgotos nas áreas urbanas, por exemplo, o Estado de São Paulo apresenta
índice próximo de 90%. É o maior índice de cobertura
dos Estados da Federação e apresenta-se 1,7 ponto percentual acima dos índices de 2001, de acordo com os
números da PNAD 2007 do IBGE. Caso São Paulo fosse
excluído do total nacional, a coleta de esgoto urbano
por meio de rede coletora no Brasil seria quase 10 pontos percentuais menor. Observa-se comportamento
semelhante no que diz respeito ao abastecimento
de água, urbano e rural, por rede: entre 2001 e 2007
atingiu 97,3%, um aumento de 1 ponto percentual no
período. Se não considerada a participação de São Paulo nos números nacionais, o índice brasileiro - que caiu
de 89,1% para 88,9% entre estes anos - sofreria uma
redução de aproximadamente 3 pontos percentuais.
Foi possível obter esses resultados com investimentos
da ordem de R$ 15,5 bilhões nos últimos doze anos,
R$ 9 bilhões somente em obras e serviços de esgotamento sanitário. No atual governo serão investidos
mais de R$ 7 bilhões no total. A meta é elevar o índice
de cobertura em todos os municípios e ampliar, nos
municípios cujos serviços sejam operados pela Sabesp,
de 78% para 84% a coleta e de 63% para 82% o tratamento de esgotos.
Para tanto, programas articulados entre si e com as demais políticas públicas de desenvolvimento urbano e
meio ambiente foram criados no atual governo, para
10 | Saneas
preencher lacunas importantes, e foi dada continuidade
a outros programas que, ao longo do tempo, têm trazido
benefícios à população. Essas ações compreendem, além
da expansão da cobertura dos serviços, investimentos em
recuperação e proteção de mananciais, combate a perdas,
estímulo ao uso racional do recurso hídrico, a busca de
alternativas para o aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos, dentre outras. Especial destaque é
dado à parceria entre Estado e municípios para viabilizar
obras e serviços de saneamento e infra-estrutura hídrica.
A interlocução e o apoio mútuo entre as esferas de governo são aspectos fundamentais para resolver a questão
da universalização e para resolver o passivo existente nas
áreas periféricas das metrópoles brasileiras.
Saneas: Qual é percentual e como é avaliado o
índice geral de perdas de água em São Paulo? A
mensuração leva em conta as perdas físicas por
vazamentos, extravasamentos e ligações clandestinas? E os consumos não faturados também obedecem à mesma forma de avaliação?
Dilma Pena: As perdas estão diretamente ligadas às
condições da infra-estrutura instalada e à eficiência
operacional e comercial. Não existe, no entanto, consenso sobre um único indicador de perdas, mas a referência internacional aponta para o conceito de balanço
hídrico trazido pela International Water Association IWA. Nele, as perdas são caracterizadas como aparentes,
decorrentes de falhas na medição dos hidrômetros ou
existência de fraudes e ligações clandestinas, e reais, as
quais têm a ver com vazamentos e extravasamentos
em reservatórios, redes e ramais. Para cada uma dessas
grandes categorias de perda as estratégias para combate são específicas.
Para as perdas reais, há uma parcela com potencial de
recuperação, ou seja, que pode ser controlada e ter
seu volume reduzido por meio de medidas como gerenciamento da pressão, controle ativo de vazamentos, agilidade e qualidade nos reparos da rede e pelo
gerenciamento da infra-estrutura instalada. No que se
refere às perdas aparentes, o melhor gerenciamento da
hidrometria, a atualização dos cadastros do prestador
de serviços e o combate às irregularidades são medidas
importantes para reduzi-las.
O índice de perdas recomendado pela IWA como
parâmetro de eficiência é o de perdas por ligação, medido em litros por dia. A Sabesp trabalha atualmente
|
2008
entrevista
“A energia elétrica é um dos insumos mais intensamente utilizados no processo
produtivo não só do setor de saneamento como em toda a cadeia produtiva e, por
isso mesmo, é alvo de diversas ações de controle e de redução de custos.”
com um índice médio de perda de 467 litros por ligação
por dia. É um número ainda alto, embora demonstre
uma tendência de queda nos últimos anos (em 2000
era de 553 litros/ligação/dia) influenciada pelo aprimoramento tecnológico da empresa e da execução exitosa
de um plano integrado de combate às perdas. Mas é
preciso avançar mais para aproximar o desempenho
operacional de todos os prestadores - além da Sabesp
- aos padrões internacionais visto que a água é um recurso escasso, imprescindível à vida e às atividades humanas e com valor econômico. Por isso o Governo de
São Paulo iniciou um amplo programa de recuperação
das águas paulistas (o REÁGUA), e o combate às perdas
é uma das suas dimensões mais importantes. O edital
para a seleção de projetos a serem financiados - com
recursos do Tesouro e do Banco Mundial - já foi lançado
e está disponível no site da Secretaria de Saneamento e
Energia (www.saneamento.sp.gov.br).
Saneas: Está previsto um novo racionamento de
energia elétrica, a partir do ano 2009. A eficiência no uso de água e energia pelas prestadoras de
serviço de saneamento pode minimizar os efeitos
dessa previsão?
Dilma Pena: A possibilidade de um racionamento para
o ano de 2009 é improvável, graças às providências em
andamento no sentido de implantação de novos empreendimentos de geração e transmissão e também
devido à crise econômico-financeira mundial, que pode
diminuir o ritmo de crescimento do país e o consumo
de energia elétrica. No entanto, é fundamental que a
execução dos empreendimentos planejados tenha seus
ciclos de maturação e de entrada em operação a tempo
e a hora compatíveis com a evolução e a perspectiva
de consumo, diretamente relacionado com a situação
econômica do país. Independentemente da ocorrência
ou não de um racionamento, é fundamental um posicionamento proativo das prestadoras de serviço de saneamento em razão de sua representatividade no consumo
de energia elétrica do segmento de serviços públicos.
Assim, a eliminação de desperdícios e a introdução de
sistemas eficientes no uso de energia, bem como o de
|
2008
água, são fundamentais para a eficiência econômica
desses setores básicos de infra-estrutura no Estado.
Saneas: De que forma as instâncias do governo
federal têm contribuído para que se avance na
gestão energética no setor de saneamento?
Dilma Pena: O bom relacionamento e o estabelecimento
de parcerias com as demais instâncias de governo, tanto
a União como os municípios, é necessária e tem sido
proveitosa. No caso do Governo Federal, reconhecemos
que a área de saneamento tem recebido atenção especial pela continuidade no financiamento de obras com
recursos do FGTS e do BNDES e pelo aporte de recursos
do PAC no setor. As discussões no âmbito do Conselho
Nacional de Política Energética e os encaminhamentos
propostos também têm sido bastante satisfatórios, assim como a interlocução qualificada que temos com as
agências de águas e de energia elétrica (ANA e Aneel).
No entanto, um dos principais gargalos enfrentados pelo
saneamento é a questão fiscal. Há uma carga tributária
excessiva que incide sobre o faturamento das empresas
de saneamento do país. Um dos pontos que buscamos
equacionar o entendimento com o Governo Federal é
a desoneração de PIS e COFINS, o que traria cerca de
R$ 1,4 bilhão por ano a mais para financiar ações de
expansão e melhoria dos sistemas de abastecimento de
água e esgotamento sanitário.
Saneas: Especificamente em São Paulo existe um
plano de ação diferenciado para a otimização da
eficiência energética no setor de saneamento?
Dilma Pena: Independentemente do vínculo e da área
de atuação das empresas de saneamento operando no
Estado de São Paulo, todas elas estão conscientes de seu
papel quanto à importância da introdução da racionalização no uso de energia elétrica e água. Esse posicionamento se deve ao importante papel desempenhado
por essas empresas na sociedade e pelas diretrizes das
modernas técnicas de gestão que hoje já estão incorporadas, pois, se a água é sua matéria-prima fundamental,
a energia elétrica é, normalmente, o seu segundo componente de custo.
Saneas | 11
OPINIÃO
Tânia Mara Pereira Marques
Tânia Mara
Pereira Marques é
Engenheira Eletricista
na modalidade
Telecomunicações,
especialista em
Processamento de
Dados e em Redes
de Computadores,
Mestre em
Engenharia de
Produção com ênfase
em Automação
e Integração de
Sistemas. Atua há
20 anos na Sanepar,
tendo trabalhado
em sistemas de
comunicação e
redes de dados
corporativas e há
10 anos trabalha
na manutenção
de sistemas
automatizados,
participando ainda
como coordenadora
do comitê técnico
de elaboração do
Plano Diretor de
Automação da
Sanepar. É membro
da ISA (International
Society for
Automation) há 8
anos, trabalhando
como voluntária na
Diretoria da Seção
ISA de Curitiba.
site ISA-D4: www.
isadistrito4.org.br
mail: taniam@
sanepar.com.br
fone: (41) 3330 3790
12 | Saneas
“
Automação como
elemento estratégico de
competitividade”
gram a rotina das empresas e já apresentam
Esta edição da revista Saneas inicia o
resultados positivos. A implantação de tecnoano de 2009 com o tema Eficiência Energélogias de automação nos processos produtitica em Saneamento. Em face de uma crise
vos de saneamento vem sendo adotada como
global cujos impactos ainda não temos como
padrão, nos projetos e obras do setor, seguinmensurar plenamente, precisamos lançar
do as orientações iniciais do PROCEL.
um olhar mais amplo e visualizar também
Poderíamos falar aqui sobre muitas iniciaas oportunidades que o cenário nos oferece.
tivas das empresas de saneamento em tanSob esta perspectiva, não poderíamos ter um
tos aspectos que compõe um programa de
tema melhor do que a Eficiência Energética
eficiência energética, mas gostaria de dar um
em nosso setor, que oferece tantas possibilienfoque na questão da automação em saneadades de bons resultados.
mento. Em novembro de 2008,
Em 1998, quando comecei a
minha caminhada profissional Programas de controle a ISA-D4 (International Society
for Automation - Distrito 4)
na automação aplicada em sae redução de perdas
realizou, numa parceria com a
neamento, estudos do PROCEL
integram a rotina
AESABESP, uma mesa redonda
(Programa Nacional de Conserdas empresas e já
intitulada Desafios da Automavação de Energia Elétrica) indiapresentam resultados
ção em Saneamento, durante o
cavam possibilidades de grandes
positivos.
Congresso Brazil Automation
reduções de desperdício de enISA Show 2008. Participaram
ergia em nosso setor, justificandeste
evento
as empresas CESAN, COPASA,
do um enfoque em saneamento. Passados dez
SABESP e SANEPAR, trazendo experiências e
anos, em 2008, indicadores do mesmo PROCEL
compartilhando expectativas futuras quanto
mostraram que a energia elétrica ainda é o
à automação. O Eng. Afonso Celso de Souza
segundo item de custo no saneamento, repreOliveira e o Prof. Dr. Celso Munaro apresensentando um consumo aproximado de 2,5%
taram a palestra “Estudo de Alternativas Tecda matriz energética do país.
nológicas para Automação e Controle de EsO que mudou neste período em relação à
tações de Tratamento de Água da CESAN”. A
eficiência energética em nosso setor? Muito
COPASA apresentou “Desafios da Integração
do que se orientava como ações há dez anos
de Sistemas de Automação”, através da Eng.
atrás, hoje faz parte do conjunto de prioriSelma Parreira Capanema. O Eng. Jose Bosco
dades das empresas de saneamento. PrograFernandes de Castro representou a SABESP
mas de controle e redução de perdas inte-
|
2008
OPINIÃO
“A chave do sucesso na aplicação da automação está na qualificação das
pessoas, para que elas possam projetar e implantar adequadamente os sistemas
automatizados, além de interpretar as informações recebidas dos sistemas
supervisórios e tomar as ações necessárias, sejam operacionais ou de manutenção.”
falando sobre “Sistemas de Automação: Uma Ferramenta para o Aumento da Lucratividade na Operação” e a SANEPAR trouxe sua experiência através
do Eng. Pedro Augusto Mikowski, com a palestra
“Otimização Operacional com Uso de Sistema de
Supervisão e Controle”.
Nas apresentações das quatro empresas houve aspectos muito importantes que mostram a evolução
na forma como a automação é vista hoje nas empresas de saneamento: a CESAN, por exemplo, inseriu a
automação como um de seus objetivos estratégicos
e está elaborando um Plano Diretor de Automação.
Tratar a automação como elemento estratégico de
competitividade também foi uma abordagem da
SABESP. Um ponto comum em todas as apresentações foi a questão da integração dos sistemas de automação com sistemas corporativos e o tratamento
das informações de supervisão, possibilitando a sua
análise nas diversas instâncias de gestão e operacionais, além da tomada de decisões. Outro ponto
comum foi a preocupação com a qualificação de
todos os profissionais envolvidos no trabalho com
sistemas automatizados, desde operadores, projetistas, implantadores e pessoal de manutenção.
Temos uma nova visão de automação surgindo.
Muitos de nós já enfrentaram os imensos desafios
da integração das “ilhas” de automação e aprendemos que dados não são relevantes se não podem
ser transformados em informação e suporte na
tomada de decisão, em todos os níveis de gestão de
uma empresa. Mas, a integração apenas não basta
para que se obtenha resultados positivos com a au-
|
2008
tomação. Mais do que equipamentos e softwares,
precisamos de conhecimento e qualificação em
relação às tecnologias aplicadas e às ações operacionais e de planejamento realizadas com base nas
informações recebidas através de sistemas de supervisão. A chave do sucesso na aplicação da automação está na qualificação das pessoas, para que
elas possam projetar e implantar adequadamente
os sistemas automatizados, além de interpretar as
informações recebidas dos sistemas supervisórios e
tomar as ações necessárias, sejam operacionais ou
de manutenção.
A ISA-D4 está propondo a formação de um grupo
de trabalho de automação em saneamento, como
uma forma de fomentar a discussão e o aprendizado da automação no setor. Através desta publicação, este convite se estende a todos que queiram
contribuir e fazer parte do grupo, podendo entrar
em contato através de mail ou telefone. Precisamos compartilhar as nossas experiências e buscar
soluções comuns aos nossos desafios tecnológicos,
para construir o caminho da qualificação na automação em saneamento e atingir os resultados que
precisamos e temos a competência para atingir.
Saneas | 13
matéria tEma
Eficiência
EnErgética
Será o Brasil a grande potência
energética do Século XXI?
Quando se fala em “crise mundial”, hoje, a
questão não se restringe ao tumulto provocado pela explosão da bolha de crédito dos EUA,
espalhando-se pelos mercados da Europa e da
Ásia. O que difere o choque do final de 2008
da recessão de 1929 é que o assombro não está
somente no âmbito financeiro. Existem mais
dois fatores que potencializam o tamanho da
preocupação com o futuro: o enfrentamento
do aquecimento global e a empregabilidade da
eficiência energética. Para superá-lo, exige-se
uma série de mudanças nas produções dos processos industriais, com um foco direcionado na
geração de energia.
O setor energético, muito provavelmente,
é que irá apresentar as grandes soluções para
a sustentabilidade do milênio e concentrar as
maiores cabeças pensantes do Planeta. O convite, feito por Barack Obama, ao ganhador do
Prêmio Nobel de Física em 1997 e pioneiro nas
pesquisas de energias renováveis limpas, Steven Chu, para ser Secretário de Energia dos
EUA, confirma o peso da preocupação.
O potencial energético brasileiro também
tem um lugar preponderante no cenário mundial, posto que o Brasil possui a maior reserva
hídrica do Planeta e o maior potencial de geração de energia hidrelétrica. Os dados, constantes do estudo “Licenciamento Ambiental de
Empreendimentos Hidrelétricos no Brasil: Uma
Contribuição para o Debate”, recentemente
divulgado pelo Banco Mundial (Bird), dá uma
dimensão da nossa capacidade de crescimento.
Ainda, segundo este levantamento, somente
30% do potencial hidrelétrico brasileiro economicamente viável está em operação ou
construção. Mas se o País usar, integralmente,
a capacidade disponível, somada ao etanol e ao
biodiesel, em pouco tempo se tornará candidato preferencial ao título de “potência energética do Século XXI”.
14 | SaneaS
Julho / Agosto / setembro
|
2008
matéria tema
Energia hidrelétrica:
o império das águas
Desde os povos mais antigos que construíram as
rodas de água para moinhos, o processo de geração
de energia hidrelétrica obedece ao mesmo princípio:
um corpo, ao cair, ganha velocidade, que à medida que
esta for aumentada, ganha energia. Sendo assim, o
homem construiu as grandes usinas hidrelétricas, que
constituem a utilização da energia dos planos inclinados dos rios para a posterior geração da eletricidade.
De acordo com dados de portais de informações
do setor, hoje, um quinto de toda energia elétrica do
mundo é produzido pelo aproveitamento dos cursos de
água. Contudo, o fluxo das águas de um rio não se
apresenta uniforme durante o ano inteiro, sendo influenciado pelas condições climáticas: as chuvas aumentam o volume na estação das águas e dá-se o inverso
na estação das secas.
Sendo assim, é necessário estudar muito bem o regime de um rio antes de começar a edificação de uma
usina. Se uma usina hidrelétrica for projetada para trabalhar com a vazão mínima, nas cheias ela se inundará
e desperdiçará muita água; se, ao contrário, for projetada para aproveitar as cheias, suas turbinas ficarão
quase paralisadas no período das secas. Os rios mais
adequados para a construção de hidrelétricas são os
dotados de maiores desvios, mas são justamente estes
os mais sujeitos a grandes variações da vazão. Então,
para o aproveitamento de rios desse tipo, é necessário
regularizar a vazão, a fim de que a usina possa funcionar o ano inteiro, com toda a potência instalada.
A construção de barragens sólidas, que possibilita
estancar o leito de um rio é a principal forma de estrutura para o funcionamento de uma usina. Nesse
paredão as águas vão se acumulando. Quando o rio
está muito baixo ou quase seco, são abertas as comportas conforme a necessidade, obtendo-se dessa maneira uma vazão média constante o ano todo. Não é só
para o funcionamento de hidrelétricas a utilidade da
construção de barragens. Elas também são apropriadas
para a irrigação da área, fornecimento de água para
fins industriais, a alimentação dos canais navegáveis,
a criação de peixes e também para atenuar as cheias
mais violentas, impedindo o rio de alagar as regiões
ribeirinhas.
Por obedecer a especificações diferenciadas dos regimes dos rios a serem contidos, não há represas iguais,
ainda que obedeça a padrões básicos de estruturação.
Suas singularidades são constituídas por cada projeto
|
2008
Saneas | 15
matéria tema
diferente e independente. A montagem e a utilização
das barragens devem atender a cálculos e precauções
excepcionais. Um dos cuidados requeridos diz respeito
à preparação dos apoios da represa. Estes apoios (a ancoragem) devem ser constituídos de maneira a permitir
que a comporta não tenha infiltrações de água, que,
com o tempo, podem abrir uma fenda e minar pela base
a estrutura da barragem. De acordo com a variação da
temperatura, dá-se a dilatação ou contração da estrutura, podendo este fato provocar rachaduras, com resultados desastrosos. Para prevenir acidentes deste tipo,
o paredão é erguido com a superposição de blocos, que
devem separados por juntas de dilatação, constituídas
de betume e com maleabilidade para adaptar-se às
variações das dimensões dos blocos.
Desviada a água, ela penetra em tubos de grande
diâmetro, chamadas tubos de carga, através dos quais
desce até chegar às turbinas, cujas paletas ela irá
movimentar. As turbinas em geral são montadas no
mesmo eixo do dínamo, de forma que o movimento
provocado pela energia mecânica de água no rotor da
turbina resultará em eletricidade no gerador. A água
depois volta ao rio, através dos canais de descarga.
Muitas vezes, devido às irregularidades das condições
pluviométricas e à conseqüente diminuição do volume
dos cursos de água, as usinas hidrelétricas necessitam
da complementação de usinas termoelétricas (movimentadas pelo vapor produ-zido através da queima
de combustível). Na verdade, dois terços das usinas
geradoras existentes no mundo no início da década
de 70 eram acionadas a vapor. Os combustíveis mais
comumente empregados em usinas termelétricas são
o carvão e o petróleo. Queimados, aquecem a água
contida em grandes caldeiras, produzindo vapor com
temperatura elevada e alta pressão.
A eletricidade, assim que produzida, deve ser distribuída aos consumidores, a muitos quilômetros de
distância. É conduzida através de cabos, em linhas de
transmissão. No condutor, que é um cabo nu, suspenso
de grandes estruturas metálicas, parte da energia se
perde, transformando-se em calor. Assim utilizam-se
elevados valores de tensão, chegando até 500 000
volts. Os alternadores das usinas, contudo, por limitações de tamanho, em geral, produzem cerca de 10.000
volts. Faz-se necessário, portanto, elevar a tensão, o
que se consegue por meio de transformadores estáticos. Ao aproximar-se dos locais de consumo, a tensão
é novamente rebaixada, ainda através de transformadores.
Temos no centro-sul do Brasil uma das mais ricas
16 | Saneas
regiões em potencial hidrelétrico do mundo. Só no
trecho médio do Tietê, foram construídas as usinas de
Barra Bonita, Álvaro Sousa Lima, Ibitinga e Promissão.
Um dos conjuntos hidrelétricos mais importantes é o
de Urubupungá, formado pelas usinas de Jupiá e Ilha
Solteira, operando com potência total de 4,6 milhões de
quilowatts. Em princípio de 1974, a potência instalada
do conjunto era de 2,04 milhões de quilowatts (1,2 milhão de quilowatts de Jupiá e 840.000 de Ilha Solteira).
A Usina Hidrelétrica de Itaipu Binacional é considerada a maior hidrelétrica do mundo em potência instalada. Há informações que será superada, quando entrar
em funcionamento a plena capacidade da Hidrelétrica
de Três Gargantas, na China. Mas, em capacidade de
geração continuará sendo a mais importante, visto que
o regime hidrológico do rio Paraná apresenta maior
fluxo de água que o Rio Yangtzé, continente asiático).
A potência instalada da Usina é de 14.000 MW (megawatts), com 20 unidades geradoras de 700 MW.
Oriunda de um projeto conjunto entre o Brasil e o
Paraguai, ela foi construída no rio Paraná, no trecho de
fronteira entre os dois países, 14 quilômetros ao norte
da Ponte da Amizade. A área do projeto se estende
desde Foz do Iguaçu, no Brasil, e Ciudad del Este, no
Paraguai, ao sul, até Guaíra (Brasil) e Salto del Guairá
(Paraguai). As obras foram iniciadas em 1973, no rio
Paraná. Seu funcionamento começou em 1984, sendo
que em 1988 passou a operar com plena capacidade
instalada de 12,6 milhões de quilowatts.
A Usina é responsável responsável pela geração de
95% da energia elétrica consumida no Paraguai e 24%
de toda a demanda do mercado brasileiro. A energia
gerada por Itaipu e destinada ao Brasil é transmitida
pela empresa Furnas Centrais Elétricas S.A.
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2008
matéria tema
10 motivos para priorizar a hidreletricidade
Representantes de mais de 170 países chegaram a um consenso na Conferência de Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável, em Joanesburgo (2002), e no 3o Fórum
Mundial da Água, em Kyoto (2003): toda geração hidrelétrica é renovável e merecedora de apoio internacional. Leia,
abaixo, as dez razões que os levaram a esta conclusão.
1. Hidreletricidade é uma fonte renovável de energia.
A hidreletricidade usa a energia da água corrente, sem reduzir
sua quantidade, para produzir eletricidade. Portanto, todos
os empreendimentos hidrelétricos, de pequeno ou grande
porte, a fio d’água ou de armazenamento, enquadram-se no
conceito de fonte de energia renovável.
2. A hidreletricidade viabiliza a utilização de outras
fontes renováveis.
As usinas hidrelétricas com reservatório de acumulação
oferecem flexibilidade operacional incomparável, uma vez
que podem responder imediatamente às flutuações da demanda de eletricidade. A flexibilidade e capacidade de armazenamento das usinas hidrelétricas as tornam o meio
mais eficiente e econômico para dar suporte ao emprego de
fontes intermitentes de energia renovável, como a energia
solar ou a energia eólica.
3. A hidreletricidade promove a segurança energética e
a estabilidade dos preços.
A água dos rios é um recurso doméstico e, ao contrário do
combustível ou gás natural, não está sujeita a flutuações
de mercado. Além disso, a hidreletricidade é a única grande
fonte renovável de eletricidade e sua relação custo-benefício, eficiência, flexibilidade e confiabilidade ajudam a otimizar o uso das usinas térmicas.
4. A hidreletricidade contribui para o armazenamento
de água potável.
Os reservatórios das usinas hidrelétricas coletam a água da
chuva, que pode então ser usada para consumo ou para
irrigação. Ao armazenar água, eles protegem os aqüíferos
contra o esgotamento e reduzem nossa vulnerabilidade a
inundações e secas.
5. A hidreletricidade aumenta a estabilidade e a confiabilidade do sistema elétrico.
A operação dos sistemas elétricos depende de fontes de geração rápidas e flexíveis para atender às demandas de pico,
manter os níveis de tensão do sistema e restabelecer prontamente o fornecimento após um blecaute. A energia gerada
por instalações hidrelétricas pode ser injetada no sistema
elétrico mais rapidamente do que a de qualquer outra fonte
energética. A capacidade das usinas hidrelétricas de irem do
zero à produção máxima, de forma rápida e previsível, as
tornam excepcionalmente adequadas para atender às alterações de consumo e fornecer serviços ancilares ao sistema
elétrico que mantenham o equilíbrio entre a oferta e a demanda de eletricidade.
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2008
6. A hidreletricidade ajuda a combater mudanças
climáticas.
O ciclo de vida da hidreletricidade produz quantidades muito
pequenas de gases do efeito estufa (GHG – “greenhouse
gases”). Ao emitir menos GHG que usinas movidas a gás,
carvão ou petróleo, a hidreletricidade pode ajudar a retardar
o aquecimento global. Embora somente 33% do potencial
hidrelétrico disponível tenha sido aproveitado, a hidreletricidade atualmente evita a emissão de GHG correspondente
à queima de 4,4 milhões de barris de petróleo diariamente,
em âmbito mundial.
7. A hidreletricidade melhora o ar que respiramos.
As usinas hidrelétricas não produzem poluentes do ar. Muito
freqüentemente, elas substituem a geração a partir de combustíveis fosseis, reduzindo assim a chuva ácida e a fumaça.
Além disso, os empreendimentos hidrelétricos não geram
subprodutos tóxicos.
8. A hidreletricidade oferece contribuição significativa
para o desenvolvimento.
As instalações hidrelétricas trazem eletricidade, estradas, indústria e comércio para as comunidades, desenvolvendo assim a economia, ampliando o acesso à saúde e à educação,
melhorando a qualidade de vida. A hidreletricidade é uma
tecnologia conhecida e comprovada há mais de um século.
Seus impactos são bem compreendidos e administráveis,
mediante medidas de mitigação e compensação de danos.
Ela oferece um vasto potencial e está disponível onde o desenvolvimento é mais necessário.
9. Hidreletricidade significa energia limpa e barata para
hoje e amanhã.
Com um tempo médio de vida de 50 a 100 anos, os empreendimentos hidrelétricos são investimentos de longo prazo que
podem beneficiar diversas gerações. Eles podem ser facilmente
atualizados para incorporar tecnologias mais recentes e têm
custos muito baixos de operação e manutenção.
10. A hidreletricidade é um instrumento fundamental
para o desenvolvimento sustentável.
Os empreendimentos hidrelétricos que são desenvolvidos
e operados de forma economicamente viável, ambientalmente sensata e socialmente responsável, representam desenvolvimento sustentável em sua melhor concepção. Isto é,
“desenvolvimento que atende hoje às necessidades das pessoas, sem comprometer a capacidade das futuras gerações
de atender suas próprias necessidades” (Comissão Mundial
de Meio Ambiente e Desenvolvimento, 1987).
Fontes:
IHA – International Hydropower Association
NHA USA – USA National Hydropower Association
INHA – Indian National Hydropower Association
NHA Nepal – Nepal Hydropower Association
CHA – Canadian Hydropower Association
Saneas | 17
matéria tema
Hidrogênio:
o combustível do século XXI
A utilização do hidrogênio, como forma de energia,
embora acene para o mundo moderno, não é exatamente uma novidade. O escritor Júlio Verne, em seu livro
“A ilha misteriosa”, publicado em 1874, fez a previsão de
que a água e o hidrogênio seriam o “carvão do futuro”.
O Brasil se encontra na vanguarda no que se refere às pesquisas que vão contribuir para o uso do
hidrogênio como combustível e na geração de energia.
“Em alguns anos, já teremos geradores de energia nas
indústrias e nas próprias residências e carros movidos a
hidrogênio circulando pelas ruas”, antecipa o professor
da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) Paulo
Emílio Valadão de Miranda, que coordena o Laboratório de Hidrogênio da Coppe, desta Universidade,
que já possui ônibus movido com esse combustível, que
deverá circular inicialmente na cidade universitária, na
Ilha do Fundão, e logo passará a trafegar por uma rota
convencional, transportando passageiros pelas ruas do
Rio de Janeiro.
Esse laboratório é um dos condutores do trabalho
que vem sendo desenvolvido no Brasil, cujo objetivo
é viabilizar o uso do hidrogênio como combustível e
como fonte de energia. Para isso, pesquisadores da
Coppe vêm buscando formas de tornar seguro seu
armazenamento, para tanto, seus cientistas estão desenvolvendo pilhas a combustível de óxido sólido, que
são geradores de energia elétrica baseados no uso do
hidrogênio.
Vantagens do hidrogênio
1- Veículos movidos a hidrogênio não terão motor à combustão. Os motores serão elétricos, o
que evitará a poluição do meio ambiente.
2- O processo de geração de energia é descentralizado. Não será necessário construir hidrelétricas
gigantescas, como Itaipu. O hidrogênio pode ser
produzido a partir de várias fontes: água, combustíveis fósseis e biomassa. Essa produção pode
ainda ser feita com o aproveitamento da energia
solar ou eólica.
3- Fonte renovável, inesgotável e não poluente.
A produção de energia pode ser realizada em
qualquer lugar.
4- A geração de energia por meio de pilhas a
combustível é pelo menos duas vezes mais eficaz
do que a obtida pelos processos tradicionais.
Previsões de especialista para o uso
do hidrogênio
1- Em 5 anos: a indústria automobilística lançará em escala comercial veículos movidos a
hidrogênio; crescerá o número de aparelhos
eletrônicos que utilizam a energia gerada a partir
dessa forma de energia.
2- Em 10 anos: geradores de energia à base de
hidrogênio serão instalados em unidades residenciais e empresas.
3- Em 20 anos: a utilização do hidrogênio será
disseminada por toda a sociedade, tanto como
combustível quanto na geração de energia. O
uso massificado do elemento reduzirá os custos
de implantação dos sistemas.
18 | Saneas
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2008
matéria tema
Energia solar:
o sol nasceu para todos
A adoração dos homens pelo sol se perpetua há
milênios. Se conseguíssemos ver de sua superfície a
Terra, perceberíamos que ela é um ponto girando a uma
distância de 150 milhões de quilômetros e que recebe
algo como a energia de 10 bilhões de Itaipus. Para que
possamos utilizar a energia do sol que chega à superfície
da Terra, precisamos de transdutores que convertam tal
energia diretamente em energia elétrica.
O aproveitamento dessa energia começou a ser utilizada em 1959 nos EUA, como forma de geração de
energia elétrica para os satélites. A forma mais simples
de aproveitamento de energia solar é aquela feita por
relógios e calculadoras solares, buscada para lugares
isolados, distantes das redes elétricas, para o abastecimento de equipamentos importantes de telemedições
e telecomunicações, pois, devido a sua instalação e
localização, acabam utilizando a energia solar como
fonte energética para seu funcionamento.
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2008
O funcionamento dos transdutores de energia solar,
chamadas de células fotovoltaicas (nome dado devido
ao efeito que ocorre nesses transdutores - efeito fotovoltaico), tem a sua origem na fabricação de células
solares, semelhante à produção dos chips de computadores, baseada em materiais semicondutores. A matéria-prima básica utilizada é o silício. Ele é purificado,
com a extração de impurezas, e fundido num cristal
cilíndrico. Depois, esse cilindro é cortado por uma serra
de dentes de diamante em fatias muito finas.
Essas lâminas passam por etapas de limpeza e recozimento em fornos de alta temperatura, quando se
difunde fósforo sobre elas. A reunião de uma camada
contaminada com fósforo ao silício constitui a junção
semicondutora responsável pelo funcionamento da
célula fotovoltaica. A junção semicondutora é constituída por dois semicondutores: um do tipo N (possui
excesso de elétrons livres) e uma do tipo P (possui falta
de elétrons, chamado de lacunas). A constituição dessa
junção faz com que se impeça que os elétrons livres
e lacunas se recombinem estabelecendo, assim, uma
ligação entre os terminais da célula.
Quando esses painéis são expostos à fonte de luz,
os fótons (partículas de luz) excitam os elétrons do
semicondutor e esses elétrons se deslocam, gerando
corrente elétrica. A corrente elétrica produzida ao ligarmos uma carga (uma lâmpada, por exemplo) entre
os terminais dos painéis não depende do calor (pelo
contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua
temperatura aumenta) e sim da quantidade de luz incidente e da área da célula. Por isso, as células solares
continuam a operar mesmo sob céu nublado.
Saneas | 19
matéria tema
Biomassa:
a utilização da matéria orgânica
Em um processo chamado fotossíntese, as plantas
capturam energia do sol e transformam em energia
química. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustível, calor por vários processos. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias
usando esses processos são chamadas de biomassa.
Contudo, nem toda a produção primária do planeta
passa a incrementar a biomassa vegetal, pois parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema
na sua própria manutenção. As vantagens do uso da
biomassa na produção de energia são o baixo custo, o
fato de ser renovável, permitir o reaproveitamento de
resíduos e ser bem menos poluente que outras fontes
de energia como o petróleo ou o carvão.
Os mais comuns combustíveis da biomassa são
resíduos agrícolas, madeira e plantas como cana-deaçúcar, que são colhidas com o propósito de gerar
energia. Entretanto, é possível converter o lixo municipal em combustíveis para o transporte, indústrias
e mesmo residências! Já existem milhares de casas e
indústrias que utilizam biomassa como energia. De
acordo com o Banco Mundial, 50 a 60% da energia
nos países em desenvolvimento vêm da biomassa, e
metade da população mundial cozinha com madeira.
A geração de energia por queima da madeira cresceu
de 200 megawatts em 1980 para 7.800 megawatts, no
início deste século.
A renovação da biomassa ocorre através do ciclo
do carbono. A queima da biomassa ou de seus derivados provoca a liberação de CO2 na atmosfera. As
plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2
nos hidratos de carbono, liberando oxigênio. Assim, a
utilização da biomassa, desde que não seja de forma
predatória, não altera a composição da atmosfera.
A biomassa se destaca pela alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento, conversão
e transporte. A semelhança entre os motores com utilização de biomassa e os que utilizam energias fósseis é outra vantagem. Dessa forma, a substituição das
formas de obtenção de energia não teria impacto tão
grande na indústria automobilística.
Embora a utilização de biomassa como fonte de energia traga fantásticas vantagens, é importante ressaltar que se deve ter um amplo controle sobre as áreas
desmatadas. Um exemplo disso foi a expansão da indústria de álcool no Brasil, onde várias florestas foram
desmatadas para dar lugar a plantações de cana-deaçúcar. Por isso a preocupação ambiental, mais do que
nunca, deve ser priorizada.
Processos da obtenção da biomassa:
1- Combustão direta: é a queima do material por
aquecimento direto. Biomassa como madeira, lixo,
palha e biogás podem ser queimados para produzir
gases quentes ou aquecimento de vapor d’água.
2- Pirólise: trata-se da degradação térmica por
calor na ausência de oxigênio. Biomassa como
madeira, lixo, e outros, são utilizados, e produzem
gases, óleo combustível e carvão.
3- Digestão anaeróbica: converte matéria orgânica numa mistura de metano e dióxido de carbono.
Misturas de lixo, esgoto, restos de indústrias de alimentos, fezes de animais, e água são colocadas em
um tanque de digestão, na ausência de oxigênio.
4- Fermentação alcoólica: álcool combustível é
produzido fermentando-se o açúcar da cana e, então, separando-se o álcool da mistura por destilação. Além da cana, o trigo, a beterraba, a batata, a
mandioca, o papel, a cerragem e a palha, por conter
açúcar ou celulose, também podem ser convertidos
para álcool, por meio da fermentação.
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2008
matéria tema
Etanol:
um orgulho brasileiro
Uma das mais aplaudidas alternativas ao uso do petróleo é
uma solução brasileira, desde a década de 70, que agora volta
com força total, colocando o Brasil como uma vitrina para o
consumo mundial.
Quem tem mais de 30 anos, se lembra do famoso “slogan”
do início do Proálcool: “Carro a álcool: um dia você ainda vai
ter um”. Porém, o mercado do petróleo saiu da grande crise do
final da década de 70 (início dos anos 80) e o governo reviu
seu projeto. Sendo assim, o combustível nacional e renovável
não recebeu mais o estímulo governamental e a indústria privada não o desenvolveu sem a mão do estado a guiá-la. Os
primeiros carros a álcool faziam com que seus motoristas os
deixassem ligados durante um tempo, com o afogador acionado, para que ele esquentasse.
O cenário hoje é bem outro: os automóveis com flexibilidade de absorção bicombustível: álcool e gasolina são a
preferência dos consumidores conscientes. Para transitar orgulhosamente com um veículo abastecido com etanol, basta
ligar e sair, pois todos os componentes atingiram as condições
ideais de funcionamento.
A experiência em larga escala da produção e uso do etanol
no Brasil é, sem dúvida alguma, um exemplo que vem sendo
seguido e debatido em países e em reuniões internacionais.
A ação local, com impacto global em termos ambientais, faz
do álcool um produto de extrema importância para a rápida
resposta que o mundo deve dar às reduções de emissões dos
gases do efeito estufa.
Além do foco ambiental, o etanol provoca em países como
o Brasil, entre outros, impactos econômico-sociais de primeira grandeza, como a melhoria da renda rural, a reconhecida
capacidade de distribuição desses efeitos na cadeia produtiva sucroalcooleira; geração de empregos em larga escala;
redução de dependência externa de petróleo e melhoria da
balança comercial. A propagação da produção e do uso do
etanol nos vários países é, de forma relevante, salutar caminho de desenvolvimento local e global.
Combustível ecologicamente correto, o álcool não afeta
a camada de ozônio e é obtido de fonte renovável. Como é
obtido a partir da cana-de-açúcar, ajuda na redução do gás
carbônico da atmosfera, através da fotossíntese nos canaviais. Outras vantagens ambientais, ainda relacionadas à fase
de plantio/cultivo da cana-de-açúcar, são o aumento da
umidade do ar e a retenção das águas da chuva.
Seguindo recomendações específicas, pode ser misturado
ao diesel e à gasolina, como também pode ser utilizado sem
aditivos, sem que com isso o motor dos veículos sofra danos.
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2008
Saneas | 21
matéria tema
Biodiesel:
uma energia gerada por fontes renováveis
Segundo a Lei nº 11.097, de 13 de janeiro de 2005,
A transesterificação é processo mais utilizado atu-
biodiesel é um “biocombustível derivado de biomassa
almente para a produção de biodiesel. Consiste numa
renovável para uso em motores a combustão interna
reação química dos óleos vegetais ou gorduras animais
com ignição por compressão ou, conforme regula-
com o álcool comum (etanol) ou o metanol, estimulada
mento, para geração de outro tipo de energia, que
por um catalisador, da qual também se extrai a glicerina,
possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de
produto com aplicações diversas na indústria química.
origem fóssil”.
O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo
Na verdade, trata-se de um combustível biode-
diesel de petróleo em motores ciclodiesel automotivos
gradável derivado de fontes renováveis, que pode ser
(de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc)
obtido por diferentes processos tais como o craquea-
ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc).
mento, a esterificação ou pela transesterificação. Sua
Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diver-
produção pode ser feita a partir de gorduras animais
sas proporções. A mistura de 2% de biodiesel ao diesel
ou de óleos vegetais, existindo dezenas de espécies
de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente,
vegetais no Brasil que podem ser utilizadas, tais como
até o biodiesel puro, denominado B100.
mamona, dendê (palma), girassol, babaçu, amendoim,
pinhão manso e soja, dentre outras.
22 | Saneas
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2008
matéria tema
Eólica:
uma energia trazida pelo vento
Uma grande aliada do meio ambiente, a energia eólica é
considerada a energia mais limpa do Planeta.
Simbolizada como uma dádiva trazida pelo vento, a energia eólica é obtida pelo movimento do ar. Trata-se de uma
abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em
todos os lugares. Os moinhos de vento foram inventados na
Pérsia no séc.V. Eles foram usados para bombear água para
irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não
mudaram desde então: o vento atinge uma hélice que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba (geradora de eletricidade).
Na busca da origem desta energia, notamos que os ventos são gerados pela diferença de temperatura da terra e das
águas, das planícies e das montanhas, das regiões equatoriais e
dos pólos do planeta Terra. Portanto, a quantidade de energia
disponível no vento varia de acordo com as estações do ano
e das horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo também tem grande influência na distribuição de frequência de
ocorrência dos ventos e de sua velocidade em um local. Além
disso, a quantidade de energia eólica produzida numa região
depende das características de desempenho, altura de operação e espaçamento horizontal dos sistemas de conversão de
energia eólica instalados.
A avaliação precisa do potencial de vento em uma região
é o primeiro e fundamental passo para o aproveitamento do
recurso eólico como fonte de energia. Para se mensurar o potencial eólico de uma região é necessária a coleta de dados de
vento com precisão e qualidade, capaz de fornecer um mapeamento eólico do local.
As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos porque são mais aerodinâmicas e eficientes. Elas tem o formato de asas de aviões e usam a mesma
aerodinâmica. Em movimento, ativam um eixo que está ligado
à caixa de mudança e, através de uma série de engrenagens, a
velocidade do eixo de rotação aumenta. O eixo de rotação está
conectado ao gerador de eletricidade que com a rotação em alta
velocidade gera energia.
Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por
uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A
hélice pode ser vista como um motor a vento, cuja quantidade
de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de
quatro fatores:
• da quantidade de vento que passa pela hélice
• do diâmetro da hélice
• da dimensão do gerador
• do rendimento de todo o sistema
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2008
Saneas | 23
matéria tema
Embora o mercado de usinas eólicas esteja em crescimento no Brasil, ele já movimenta 2 bilhões de dólares
no mundo. Existem 30 mil turbinas eólicas de grande
porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.
A energia eólica pode garantir 10% das necessidades
mundiais de eletricidade até 2020, pode criar 1,7 milhão de novos empregos e reduzir a emissão global de
dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões
de toneladas.
Os campeões de uso dos ventos são a Alemanha, a
Dinamarca e os Estados Unidos, seguidos pela Índia e
a Espanha.
No âmbito nacional, o estado do Ceará destaca-se por
ter sido um dos primeiros locais a realizar um programa
de levantamento do potencial eólico, que já é consumido por cerca de 160 mil pessoas. Outras medições
foram feitas também no Paraná, Santa Catarina, Minas
Gerais, litoral do Rio de Janeiro e de Pernambuco e na
ilha de Marajó. A capacidade instalada no Brasil é de
20,3 MW, com turbinas eólicas de médio e grande porte
conectadas à rede elétrica.
Vários estados brasileiro seguiram os passos do Ceará,
iniciando programas de levantamento de dados de vento.
Hoje existem mais de cem anemógrafos computadorizados espalhados pelo território nacional. Um mapa preliminar de ventos do Brasil, gerado a partir de simulações
computacionais com mo-delos atmosféricos é mostrado
na figura acima.
Considerando o grande potencial eólico do Brasil, confirmado através de estudos recentes, é possível produzir
eletricidade a custos competitivos com centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas, com custo reduzido.
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Mapa das potencialidades eólicas do Brasil.
Dados da CBEE
Impactos e Problemas
Apesar de não queimarem combustíveis fósseis
e não emitirem poluentes, fazendas eólicas não são
totalmente desprovidas de impactos ambientais. Elas
alteram paisagens com suas torres e hélices e podem ameaçar pássaros se forem instaladas em rotas
de migração. Emitem certo nível de ruído (de baixa
freqüência), que pode causar algum incômodo. Além
disso, podem causar interferência na transmissão de
televisão.
O custo dos geradores eólicos é elevado, porém o
vento é uma fonte inesgotável de energia. E as plantas
eólicas têm um retorno financeiro a um curto prazo.
Outro problema que pode se citado é que em
regiões onde o vento não é constante, ou a intensidade é muito fraca, obtem-se pouca energia.
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2008
matéria tema
Biogás:
a energia vinda da metabolização de materiais orgânicos
O biogás é um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao gás natural,
composto, principalmente, por hidorcarbonetos de cadeia curta e linear. Pode ser utilizado para geração de
energia elétrica, térmica ou mecânica em uma propriedade rural, contribuindo para a redução dos custos de
produção. No Brasil, os biodigestores rurais vêm sendo
utilizados, principalmente, para saneamento rural,
tendo como subprodutos o biogás e o biofertilizante.
O desenvolvimento de tecnologias para o tratamento e utilização dos resíduos é o grande desafio para as
regiões com alta concentração de produção pecuária.
A restrição de espaço e a necessidade de atender cada
vez mais as demandas de energia, água de boa qualidade e alimentos, tem colocado alguns paradigmas a
serem vencidos, os quais se relacionam principalmente
à questão ambiental e a disponibilidade de energia.
Ressalta-se que a crise energética e a alta dos preços
do petróleo tem sido determinante uma procura por
alternativas energéticas no meio rural.
O processo de digestão anaeróbia (biometanização)
consiste de um complexo de cultura mista de microorganismos, capazes de metabolizar materiais orgânicos
complexos, tais como carboidratos, lipídios e proteínas para produzir metano (CH4) e dióxido de carbono
(CO2).
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2008
A presença de vapor d’água, CO2 e gases corrosivos
no biogás in natura, constitui-se o principal problema
na viabilização de seu armazenamento e na produção
de energia.
A remoção de água, CO2, gás sulfidrico, enxofre e
outros elementos através de filtros e dispositivos de
resfriamento, condensação e lavagem é imprescindível
para a confiabilidade e emprego do biogás.
Fontes utilizadas na elaboração dessa matéria:
• Portal Ambiente Brasil
• Portal BR Petrobrás
• Portal Gesgroup/ usinfo.state.gov
• Portal Greenpeace
Saneas | 25
matéria saBEsp
ProgrAmA DE
EFIcIêNcIA ENErgéTIcA
ADRIANO ANAIA PEREIRA - Gerente do Departamento de Gestão de Energia – TOG, da Sabesp.
A energia elétrica é insumo essencial para as atividades da Sabesp, sendo responsável pelo funcionamento dos equipamentos que fazem a captação, tratamento e distribuição de água, bem como, para coleta e tratamento dos esgotos.
Em 2007, a Sabesp respondeu por cerca de 1,87% de toda a energia elétrica consumida no Estado de São Paulo,
com gastos de aproximadamente R$ 472,3 milhões.
A seguir alguns dados sobre o consumo de energia elétrica na Sabesp em 2007:
(%)
Consumo
(GWh)
(%)
GasTo
(R$ mIlhões)
(%)
11
0,2
965,0
44,9
161,0'
34,1
Média (A4)
1.037
19,4
1.034,1
48,1
257,3
54,5
Baixa (B3)
4.293
80,4
148,6
6,9
54,0
11,4
Totais
5.341
Classe de Tensão
nº de
InsTalações
Alta (A2)
2.147,7
472,3
Nesse contexto, diversas áreas da Sabesp vêm desenvolvendo projetos com o objetivo de identificar oportunidades de melhoria nos equipamentos e nos processos. O resultado esperado é uma maior eficiência, com diminuição
do consumo de energia e conseqüente redução dos custos de operação, contribuindo para aumentar a competitividade da nossa empresa.
Cada vez mais, a questão energética tem estado presente nas decisões, não só pelo aspecto de custo, mas também
pelas implicações climáticas que as emissões associadas ao consumo de energia acarretam.
Nesse contexto, em julho de 2007, a Sabesp, através do Departamento de Gestão de Energia colocou em prática
o Programa de Eficiência Energética, com as seguintes ações principais:
Revisão dos Contratos
Celebrados com as
Concessionárias de
Energia Elétrica
Programa de Eficiência
Energética
Gestão da Energia Elétrica
Mudança da classe
de tensão das instalações
Melhoria da Eficiência
Energética das Instalações
Migração de Novas
Instalações para o Ambiente
de Contratação Livre
Geração de Energia
Elétrica
26 | SaneaS
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2008
MATÉRIA SABESP
A seguir, um breve descritivo de cada uma das ações:
1.Gestão da Energia Elétrica
1.1.Revisão dos Contratos Celebrados com as Concessionárias de Energia Elétrica:
Cada instalação da Sabesp possui diversas cargas elétricas
instaladas e características próprias de funcionamento.
O somatório da potencia, em kW, destas cargas nos
dá uma idéia da potência instalada. Porém, nem todos os
equipamentos funcionam ao mesmo tempo. Desta forma, para representar o que realmente está funcionando
é cobrado nas contas de energia o que chamamos de demanda da instalação, que representa a potencia em kW,
verificada em intervalos de 15 minutos.
Outro item que aparece na conta de energia é o
consumo de energia da unidade consumidora, expresso em kWh.
Na conta de energia elétrica de pequenos consumidores, como por exemplo as residências, cobra-se apenas
a energia utilizada expressa em kWh (consumo).
Médios e grandes consumidores pagam tanto pela
energia quanto pela demanda.
Os consumidores de energia podem ser divididos nas
seguintes categorias:
• Consumidores do Grupo B (Baixa Tensão): Residências, Iluminação Pública, Consumidores Rurais, e todos os
demais usuários alimentados em baixa tensão;
• Consumidores do Grupo A (Média e Alta Tensão)
Tarifação Convencional: Pequenas indústrias ou instalações comerciais que não estejam enquadradas na Tarifação Horo-Sazonal (THS), normalmente com demanda
abaixo de 300 kW;
• Consumidores do Grupo A (Média e Alta Tensão)
Tarifação Horo-Sazonal: Grandes consumidores, ali-
mentados em alta tensão, e normalmente com demanda
acima de 300 kW (para alguns consumidores, o enquadramento ou não à THS é facultativo).
Conhecer o perfil de consumo de energia elétrica de
cada instalação, e compreender a estrutura tarifária e os
cálculos dos valores expressos nas notas fiscais de energia
elétrica são fatores importantes para a correta tomada de
decisão da melhor opção tarifária. O resultado da análise
permite que o contrato firmado entre a concessionária e
a unidade consumidora torne-se adequado às necessidades desta, podendo implicar em redução de despesas.
Entende-se como melhor opção tarifária a estrutura
ou modalidade tarifária cujo valor do importe é menor.
O importe é o valor em reais da soma das parcelas referentes ao consumo e a demanda do fornecimento de
energia elétrica para determinada unidade consumidora.
Considerando, a grande quantidade de instalações da
Sabesp do grupo A, que dificultaria a análise manual e a
escolha da melhor modalidade tarifária, foi desenvolvida
no Departamento de Gestão Energia uma ferramenta
computacional, que a partir dos dados históricos extraídos das faturas de energia elétrica, simula e determina
a melhor modalidade tarifária e demanda a serem contratadas para cada uma das unidades consumidoras.
Foram analisadas 1048 unidades consumidoras, e alterados 436 contratos de fornecimento junto às concessionárias de distribuição a custo zero.
Essa medida proporcionou à Sabesp uma economia de R$ 3,51 milhões em 2008.
1.2.Mudança da Classe de Tensão das Instalações:
A mudança de tensão de fornecimento de baixa tensão
para média tensão é outra maneira de reduzir as despesas
com a energia elétrica, tendo que vista que as tarifas do
grupo B (baixa tensão) são superiores as tarifas do grupo
A (média e alta tensão).
Desta forma, para unidades consumidoras do grupo
B com elevado consumo de energia pode ser vantajosa a
migração para o grupo A.
A decisão é baseada em estudo de viabilidade técnica-econômica, que analisa se a redução de gastos com
energia elétrica que seria obtida numa eventual migração para o grupo A compensaria o investimento na
construção de posto de transformação que possibilitaria
receber a energia em media tensão, e ainda, se existem
condições técnicas para tal, quais sejam: disponibilidade
de área para construção do posto de transformação
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2008
(cerca de 11 m²), e existência de rede da concessionária
em tensão primária no local.
Assim sendo, foram analisadas 169 instalações da Sabesp, e constatada a viabilidade técnica-econômica para
migrar 55 instalações para o grupo A.
Dando sequência foram contratadas as obras para
construção dos postos de transformação, com investimentos da ordem de R$ 1,5 milhões.
Até a presente data foram concluídos e energizados 2
postos de transformação. Os demais estão em fase final
de execução.
Para os 02 postos energizados foi constatada a
redução de aproximadamente 35% nos gastos com
energia elétrica, e o prazo para retorno do investimento será de 16 meses.
Saneas | 27
MATÉRIA SABESP
1.3.Migração de Novas Instalações para o Ambiente de Contratação Livre - ACL
A partir da concessão dos serviços públicos, em especial
os de distribuição de energia, conforme Lei nº 8987, de
13 de fevereiro de 1995; Lei nº 9074, de 07 de julho de
1995, que estabelece normas para outorga e prorrogações das concessões e permissões dos serviços públicos
(em especial artigos 15 e 16, que tratam das opções de
compra de energia elétrica por parte dos consumidores);
e, mais recentemente, da Lei nº 10848, de 15 de março
de 2004, que dispõe sobre a comercialização de energia
elétrica, ensejaram um novo ambiente de mercado para
a comercialização da energia disponível, com vantagens
expressivas para os grandes consumidores, denominado
“Ambiente de Contratação Livre” (nova denominação do
“Mercado Livre”).
Essa nova configuração possibilita ao consumidor
que se enquadra nas exigências legais requeridas, a
aquisição direta de energia.
A partir dos preços baixos da energia elétrica decorrentes da sobra conjuntural, em 2004 e 2005, a Sabesp migrou 11 unidades consumidoras do Ambiente
de Contratação Regulada - ACR (antiga denominação
do “Mercado Cativo”) para o chamado Ambiente de
Contratação Livre - ACL, tendo alcançado uma economia de R$ 124,5 milhões (até nov/08).
Considerando, que a Sabesp possui diversas outras
instalações potencialmente livres, as quais podem ser
tratadas como consumidores especiais, após a Resolução ANEEL nº 247, de 21 de dezembro de 2006, a Sa-
besp contratou consultoria especializada para realizar
um estudo comparativo das alternativas de suprimento
de energia elétrica, a fim de avaliar a viabilidade ou não
da migração para o ACL.
Os estudos mostraram que nenhuma instalação
atingiu um nível de retorno que justificasse a migração para o ACL.
A principal razão deve-se ao quadro atual de escassez
de oferta de eletricidade, resultando em significativos
aumentos nos preços do insumo adquirido diretamente
das geradoras, ou seja, sem a interferência das concessionárias de distribuição, portanto, a tendência atual é
que os preços pagos pelos consumidores livres em relação aos cativos sejam menos discrepantes.
Adicionalmente, destaca-se que as empresas de água,
esgoto e saneamento têm desconto nas tarifas de energia elétrica para as unidades que estão no Ambiente de
Contratação Regulada (ACR), conforme estabelece o
Decreto nº 62.724, de 17 de maio de 1968. O percentual
de redução nas tarifas é definido pela Agência Nacional
de Energia Elétrica - ANEEL, sendo atualmente de 15%.
Contudo, a Sabesp está atenta ao comportamento dos preços da energia de fontes convencionais e alternativas, buscando permanentemente no
mercado opções para o suprimento de energia elétrica às referidas instalações, que resultem numa
economia comparativamente ao mercado cativo.
2.Melhoria da Eficiência Energética das Instalações
A maneira como utilizamos a energia elétrica é uma
questão chave neste processo e por isso o aumento
da eficiência energética das operações nas empresas é
imprescindível para se atingirem os objetivos do novo
modelo de desenvolvimento, tanto pela diminuição da
intensidade energética global, como pelo aumento dos
correspondentes resultados econômicos.
A eficiência energética constitui-se como uma valiosa oportunidade para as empresas, mais uma vez, se
afirmarem como parte da solução, com criação de valor
real para o negócio e simultaneamente para a sociedade
e para o ambiente.
Diante disso, uma grande consumidora de energia
como a Sabesp não pode deixar de demonstrar seu engajamento no processo de racionalização do uso da energia elétrica que, mais do que uma ação pontual, deve ser
28 | Saneas
concebida como política permanente da instituição.
A execução dos trabalhos foi dividida nas seguintes
etapas:
1ª etapa: Escolha das Instalações
A seleção das instalações foi feita através de avaliações
energéticas preliminares de diversas Unidades Consumidoras, e consulta as unidades da Sabesp responsáveis pela
operação e/ou manutenção das referidas unidades consumidoras.
Foram selecionadas 7 unidades consumidoras, que
juntas apresentam um consumo médio mensal de
19.500 MWh, equivalente ao consumo de uma cidade
com 450 mil habitantes, e gastos da ordem de R$ 3,7
milhões por mês.
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2008
MATÉRIA SABESP
A avaliação energética preliminar indicou que o potencial de redução no consumo de energia elétrica é
de 500 MWh por mês, o que corresponde a 2,57% do
consumo atual.
A seguir um resumo das principais ações propostas
para redução do consumo:
• Adequação de sistemas (duplicação de adutora,
setorização de zonas de abastecimento com redução de
pressão);
• Adequação de equipamentos (redimensionamento
e utilização de motores e bombas mais eficientes);
• Alteração de rotinas operacionais (automação, desligamento em horário de ponta, otimização da operação).
2ª etapa: Elaboração do Diagnóstico Energético
A elaboração do diagnóstico energético compreende
analisar a situação atual das instalações e equipamentos, e identificar e propor ações com viabilidade
técnica-econômica de implantação, visando a eficientização do consumo de energia.
Representa a etapa inicial da definição de um plano
de eficiência energética. O diagnóstico deverá ser realizado nas seguintes etapas:
• auditoria energética da instalação - análise do
histórico de consumo da instalação, num horizonte mínimo de 12 meses para identificar a sazonalidade típica;
• visita técnica para conhecimento geral - levantamento das instalações e das condições técnicas dos equipamentos;
• identificação dos desperdícios e das possibilidades de intervenções técnicas - para reduzir o consumo
de energia e/ou deslocar demanda do horário de ponta;
• avaliação econômica das medidas propostas
- determinando as economias de recursos projetadas, o
investimento necessário, a taxa interna de retorno e o
tempo de retorno dos investimentos.
3ª etapa: Implementação das Ações propostas
no Diagnóstico Energético
A última etapa compreende a implementação das
ações propostas no diagnóstico energético.
3.Geração de Energia Elétrica
Nos sistemas de saneamento ambiental existem
diversos potenciais energéticos que podem perfeitamente ser aproveitados e hoje são quase que totalmente desperdiçados.
Uma Estação de Tratamento de Esgotos utilizando o
processo de lodos ativados é constituída por duas fases: líquido e sólido. Nas unidades de digestão, os lodos
adensados primários e secundários são transferidos para
os digestores anaeróbicos. No processo de digestão realizado pelas bactérias metanogênicas, ocorre à liberação
do gás, com predominância de metano (CH4) que é utilizado para a homogeneização do lodo, no tempo em
que ele permanece digerindo. O excesso desse gás pode
ser aproveitado para geração de energia elétrica.
Nos sistemas de abastecimento de água existem potenciais quando se desloca água, principalmente na fase
de adução de água bruta, ou quando se transporta água
de outras bacias (transposição de bacias) por intermédio
de túneis e canais, como também a energia dos efluentes das ETEs nos pontos de lançamentos, ou mesmo
no ponto de chegada na estação de tratamento.
Neste interim, a Sabesp intenciona aproveitar o potencial energético existentes nas suas instalações, que
atualmente são dissipados por processos de perdas.
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2008
Sistema Produtor Cantareira
O Sistema Cantareira é um complexo sistema composto por cinco bacias hidrográficas e seis reservatórios
interligados por túneis, canais e sistemas de bombeamento, que fornecem cerca de 33 m³/s, sendo responsável pelo abastecimento de água para metade da população da Região Metropolitana de São Paulo - RMSP.
• Analisando esse sistema de várias represas em
desníveis, interligadas por túneis, além de locais com
dissipação de energia por intermédio de válvulas e estruturas de concreto, foram identificados sítios com potencial de aproveitamento energético a saber:
• Bacia de Tranquilização da Estação de Tratamento
de Água Guaraú, ao lado da estrutura de válvulas dissipadoras existentes, onde seria instalada a PCH Guaraú,
com capacidade de gerar uma potência de 4,2 MW a um
custo de aproximadamente R$ 10,8 milhões (2008);
• Estrutura de dissipação, inserida numa barragem
existente, com a formação de um pequeno reservatório,
logo após o desemboque do Túnel 5, denominada Vertedouro da Cascata. Essa estrutura de dissipação em
rampa dentada é necessária para dissipar a energia de
um desnível de 10,2m, formado entre o N.A. do reservatório de Atibainha e o canal que conduz água para
o rio Juqueri. Uma PCH instalada nesta estrutura terá
Saneas | 29
MATÉRIA SABESP
capacidade de gerar 2,9 MW a um custo da ordem de
R$ 7,3 milhões (2008).
Nestes dois casos citados, considerou-se a vazão
aduzida de 33m³/s.
Chegada da água bruta na ETA Guaraú - Dissipação
Vertedouro da Cascata
Estação de Tratamento de Esgotos Barueri
A ETE Barueri utiliza o processo de lodos ativados.
Os lodos adensados primários e secundários são recalcados para os digestores anaeróbicos. O gás resultante da digestão do lodo é enviado ao gasômetro.
Atualmente, uma parte do gás é utilizada na geração
de calor, para manter a temperatura nos biodigestores
garantindo assim a qualidade do processo, e o restante
queimado em 3 ”flares”.
Objetivando um melhor aproveitamento do gás,
foram realizados estudos que indicaram a viabilidade
de implementação de uma Pequena Central Termoelétrica - PCT, com produção firme de 3,0 MW utilizando
30 | Saneas
motores de ciclo Otto, com cogeração, a um custo da
ordem de R$ 9,0 milhões (2008).
O sistema incorpora um processo de tratamento dos
gases de escape para redução de emissão de NOx e COx.
ETE Barueri
Nos dois casos, os estudos foram concluídos, e aguardam uma definição da Diretoria da Sabesp.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A gestão da energia elétrica é um processo contínuo,
que requer constante reavaliação, devido à dinamicidade.
O setor de saneamento é responsável por cerca de
3% de todo o consumo nacional em energia elétrica.
O segundo maior custo nas empresas de saneamento
é a energia elétrica, perdendo apenas para gastos com
recursos humanos.
Reduzir e otimizar o consumo de energia elétrica, e
consequentemente os custos associados, deve ser um
objetivo permanente das companhias de saneamento.
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2008
visão de mercado
João Guilherme Sabino Ometto
João Guilherme
Sabino Ometto,
engenheiro
(EESC/USP), é
vice-presidente
da Fiesp,
presidente do
Grupo São
Martinho e
membro do
Conselho
Universitário da
Universidade de
São Paulo.
Os biocombustíveis
na matriz energética
Os biocombustíveis têm papel de imensa importância na transformação da matriz energética brasileira
e mundial e sua adequação a um cenário de escassez
paulatina de petróleo e necessidade de substituir fontes esgotáveis e poluentes por outras renováveis e mais
limpas. Entretanto, não se pode entender - como às
vezes parecem supor os debates e o conteúdo nacional
e internacional das informações sobre o tema - que o
etanol e o biodiesel sejam o fiel da balança no gargalo
energético da humanidade.
A bem da verdade, os combustíveis frutos do agronegócio representam um grande avanço na oferta de
energia mais limpa, criação de empregos, multiplicação da renda, ingresso de divisas no Brasil e até geração de eletricidade, por meio da queima do bagaço
da cana-de-açúcar. No entanto, da mesma forma que
não são os “vilões” da queda da produção de alimentos,
como tentaram equivocadamente sugerir alguns países e organismos multilaterais, também não significam
de maneira isolada uma solução global para todo o
problema. É importante analisar essa questão de modo
mais lúcido, para não se perder o conceito do todo e se
ignorar a complexidade e amplitude do desafio do País
na área energética.
Esse olhar mais amplo implica lembrar, por exemplo, que o Brasil tem a maior reserva hídrica do Planeta
e o maior potencial de geração de energia hidrelétrica.
Esta continuará com expressiva e predominante participação na matriz elétrica nacional. Apenas deverá
recuar dos 85% atuais para 75%, em 2015. Somente
30% do potencial hidrelétrico brasileiro economicamente viável estão em operação ou construção. Os
dados, constantes do estudo “Licenciamento Ambiental de Empreendimentos Hidrelétricos no Brasil: Uma
Contribuição para o Debate”, recentemente divulgado
pelo Banco Mundial (Bird), demonstra que não devemos subestimar a fonte hidrelétrica.
Ao contrário, é preciso continuar incentivando os
investimentos para que possamos utilizar, integralmente, a capacidade disponível. A soma da energia
hidrelétrica com o etanol e o biodiesel transforma o
Brasil, de fato, na potência energética do Século XXI.
Nesse sentido, é necessário resolver dois entraves
básicos que estão emperrando os investimentos em
usinas. O primeiro deles está identificado no próprio
|
2008
foco do estudo do Bird, que mostra a necessidade de
modernizar, agilizar e tornar mais eficazes e menos
dispendiosos os processos de licenciamento ambiental.
Muitas vezes, estes acabam representando até 20%
dos investimentos num projeto.
O segundo obstáculo está evidenciado em outro
estudo do banco, denominado “Como Revitalizar os
Investimentos em Infra-estrutura no Brasil: Políticas
Públicas para a Melhor Participação do Setor Privado”.
Este trabalho mostra que aproximadamente US$ 164
bilhões foram investidos em projetos de infra-estrutura
que envolveram a participação privada no país, durante
o período 1994-2004. Entretanto, observa o relatório,
“apesar do alto nível de investimento, a opinião pública
está frustrada com a oferta de serviços nessa área e os
formuladores de políticas mostram-se decepcionados
com o financiamento privado desses projetos”.
É inegável que os brasileiros estão preocupados com
a deficiência da infra-estrutura, em especial no campo
da energia, pois a precariedade persistente poderá
comprometer até mesmo o crescimento da economia.
Ainda são muito presentes as tristes lembranças e algumas seqüelas do “apagão” de 2001. Assim, é muito
pertinente atentar para as três recomendações feitas
pelo Bird no sentido de viabilizar e agilizar os investimentos privados em infra-estrutura: eliminar os gargalos reguladores e as incertezas políticas ainda existentes em determinados setores; planejar concessões
de infra-estrutura de modo a evitar o excesso de renegociações, garantindo ao mesmo tempo uma taxa de
retorno adequada para os investidores e protegendo o
bem-estar dos consumidores; e melhorar o funcionamento das agências reguladoras, para que os processos
de decisão sejam coerentes e tecnicamente seguros.
Como prevêem as Parcerias Público-Privadas (PPPs),
que talvez careçam das condições apontadas pelo
estudo para decolar, a demanda de infra-estrutura no
Brasil continua sendo imensa oportunidade de investimentos. Desse modo, simultaneamente ao desenvolvimento do etanol e do biodiesel, que estão atraindo
cada vez mais o capital interno e estrangeiro, precisamos fomentar a participação privada na geração de
energia hidrelétrica, removendo os obstáculos relativos
à modernização e adequação da infra-estrutura.
Saneas | 31
editorial
informe comercial
Renato Monticelli
Renato Monticelli
é gerente de
vendas para
a área de
saneamento para
a América Latina
da Danfoss
Eficiência energética
conciliada com o
fornecimento adequado de
água no setor de saneamento
Por definição básica, uma instalação de saneamento que tenha como objetivo operar com o máximo de eficiência energética é aquela que garante um
consumo mínimo de energia segundo a real necessidade de vazão/pressão de água. Para conseguir isso,
em muitos casos se utilizam conversores de freqüência para variar a velocidade de funcionamento das
bombas e Soft Starters, para bombas sem necessidade de variação de velocidade, mas que necessitam
de partidas e paradas suaves.
No entanto, é importante lembrar que não são
todas as bombas centrífugas de uma empresa de saneamento que podem trabalhar com conversores de
freqüência. Para economizar energia, é necessário
reduzir a velocidade da bomba. Portanto, o primeiro
passo é comprovar se há possibilidade de diminuir a
velocidade nominal. Geralmente, isto é viável porque
as bombas estão superdimensionadas ou porque:
• Há válvulas que “estrangulam” a vazão;
• Há válvulas de bypass que recirculam água;
• As demandas de consumo são variáveis de acordo
com o período do dia (madrugada, manhã, tarde
e noite têm demandas diferentes), estações do
ano (verão x inverno) ou outras condições que
apresentam demandas de consumo variáveis;
• Há conjunto de bombas em paralelo que partem
de acordo com a demanda;
• Outras variáveis que permitem o equipamento
variar a velocidade da bomba.
Para atender a demandas do mercado de saneamento e considerando estas condições, a Danfoss,
multinacional dinamarquesa que produz componentes industriais para diversas aplicações, adaptou alguns
produtos e lançou em 2007 a linha VLT AQUA Drive,
que é o conversor de freqüência para uso exclusivo no
setor de saneamento. Ele possui uma série de funções
dedicadas à eficiência energética, tais como:
32 | Saneas
• AEO (Otimização Automática de Energia): o drive
detecta uma diminuição na carga da aplicação e
automaticamente diminui a tensão sobre o motor, resultando em um valor menor de potência
que é ajustado dinamicamente pelo drive.
• AMA (Adaptação Automática de Motor): o conversor de freqüência faz a leitura dos parâmetros
reais do motor, o que resulta em um controle preciso e otimizado do ponto de vista energético.
• Funções dedicadas ao controle de Bombas Centrífugas e outras aplicações em Saneamento
(Cascade Controler e Sleep Mode):
Cascade Controller: em instalações onde é
necessário o controle da pressão utilizando bombas em
paralelo, o drive fará o papel de controlar uma bomba modulante (header) e outras bombas que podem
ser configuradas em on/off ou também modulantes,
o que resulta em considerável economia de energia,
visto que o sistema regula a pressão de acordo com
a demanda do sistema somente com o acionamento
e modulagem da quantidade necessária de bombas. O
conversor de freqüência VLT AQUA Drive faz o papel de
conversor de freqüência e de PLC (Programador Lógico
Programável);
Sleep Mode: O conversor de freqüência monitora
parâmetros do processo como, por exemplo, pressão da
linha ou vazão e, em função da demanda do sistema,
faz com que o motor varie a velocidade da bomba,
mantendo a pressão ou vazão constantes (malha
fechada PID). O Conversor de freqüência VLT AQUA
Drive pode fazer a bomba “dormir” quando o consumo
de água for muito baixo, e quando a demanda sobe, o
drive “desperta” o motor, aumentando sua velocidade,
resultando em considerável economia de energia.
• VLT AQUA Drive de Alta potência: os conversores de freqüência da Danfoss de Alta Potência (acima de 90KW) possuem uma característica
|
2008
informe
informe
editorial
comercial
comercial
bastante interessante do ponto de vista energético, que
é o Alto Rendimento do Drive (98%), proporcionado pelo
design do produto. Isso significa que apenas 2% da potencia nominal é dissipada em forma de calor. Em altas
potências, pequenas porcentagens podem se converter em
consideráveis valores durante o decorrer do tempo, o que
faz com que drives com eficiência energética alta sejam
muito importantes. O VLT AQUA Drive é um dos drives
mais eficientes do mercado.
• Compensação de Vazão (Flow Compensation): função
do VLT AQUA que com um sensor instalado na saída da
bomba, permite o controle da pressão em um ponto distante na tubulação, usando dados da curva do sistema.
Flow compensation muda o setpoint automaticamente,
fazendo com que a velocidade da bomba diminua em função da carga do sistema. A velocidade da bomba diminui
em função da diminuição do setpoint e as perdas de carga
também diminuem, ainda assim mantendo a pressão constante no ponto de controle. Sem Flow Compensation, o
drive tenderia a manter o mesmo setpoint que resultaria
em mesma velocidade. A diferença de velocidade representa economia de energia. Essa função possibilita 10 %
de economia de energia, uma vez que compensa a instala-
ção do sensor de pressão próximo à bomba (maior pressão
e maior turbulência). Lembrando que o ponto ótimo de
instalação do sensor de pressão é a 2/3 do comprimento
total da tubulação (da bomba até a última saída).
Como se sabe, a medida de consumo de energia é obtida
por kWh e a eficiência energética se mede com a comparação deste consumo antes e depois da instalação dos conversores de freqüência. No caso do VLT AQUA Drive, o display
do equipamento informa os kWh consumidos e este drive
produzido pela Danfoss dispõe de uma função que indica
quando o investimento feito na aquisição do componente
foi integralmente recuperado. Ou seja, o equipamento dispõe
de informações sobre o seu próprio custo e também do kWh
para avisar à empresa onde se encontra instalado quando isso
ocorre. O nome desta função é “Payback Time Indicator”.
Conversores de freqüência, como o VLT AQUA Drive, podem
ser utilizados em aplicações do setor de saneamento, como por
exemplo, tratamento e distribuição de água (bombeamento
contra a rede), tratamento de efluentes e, enquanto os soft
starters são normalmente usados para a captação de água de
rios, lagos e represas, bombeamento contra tanques de armazenamento de águas, tratamento de água e efluentes.
Sobre a Danfoss
Fundada na Dinamarca em 1933, a Danfoss é líder mundial no setor de pesquisa,
desenvolvimento e fabricação de controles eletromecânicos e eletrônicos, bem como de
soluções de sistemas para indústrias de refrigeração, de aquecimento e ar condicionado.
Atualmente, a Danfoss emprega mais de 22.300 funcionários em todo o mundo, possui
fábricas nos cinco continentes e escritórios de vendas em mais de 100 países, faturando
cerca de 3 bilhões de EUR ao ano.
Hoje, a Danfoss é especializada na produção de uma completa linha de compressores
e controles para o mercado de refrigeração, como também de vários itens direcionados
às aplicações no mercado industrial, como conversores de freqüência, soft starters, instrumentação, motoredutores e controles industriais. No Brasil, a empresa iniciou as suas
operações em 1968, tendo sede na cidade de São Paulo.
Para mais informações acerca da empresa, acesse:
www.danfoss.com.br
www.envisioneering.danfoss.com.br
|
2008
Saneas | 33
artigo técnico
Eficiência hidráulica e redução do
consumo de energia elétrica - O Estudo
de Caso do Extremo Norte da RMSP
Alex Orellana - Gerente da Divisão de Operação de Água Norte da Sabesp, Engenheiro Mecânico pela Universidade
Nove de Julho, Tecnólogo em Mecânica pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo e pós-Graduado em Administração
de Empresas pela Universidade Cidade de São Paulo.
Endereço: Rua Conselheiro Saraiva, 519 | Santana | São Paulo - SP | CEP: 02037-021 | Brasil | Tel: +55 (11) 2971-4076
Fax: +55 (11) 2971-4199 | e-mail: [email protected]
Os sistemas de abastecimento de água caracterizamse pela constante alteração de seus parâmetros operacionais, seja pelo envelhecimento do sistema ou pelo
crescimento vegetativo da região, estes componentes
isolados ou associados levam à restrições hidráulicas,
gerando elevadas perdas de carga e deficiências no
abastecimento. Em muitos casos a perda de energia
hidráulica é compensada com a utilização de energia
elétrica, através da aplicação de estações de bombeamento, situações muitas vezes justificadas pelo tempo
e investimento inicial necessários para recuperar ou
ampliar a capacidade hidráulica das instalações face
à instalação das unidades de bombeamento, não considerando à longo prazo os custos com manutenção e
principalmente com o consumo de energia elétrica.
Outra condição resultante do envelhecimento e
crescimento do sistema de abastecimento é a inadequação dos equipamentos, ou seja, instalações que ao
longo do tempo não são atualizadas de acordo as novas necessidades do sistema e tecnologias disponíveis,
ocasionando equipamentos operando com baixo rendimento e elevado o consumo de energia elétrica.
Diante deste cenário as empresas de saneamento,
através de suas áreas de engenharia, devem procurar identificar oportunidades de melhorias nos sistemas de abastecimento, justificando os investimentos
necessários para recuperação da capacidade hidráulica das instalações, conservando a energia hidráulica
disponível e reduzindo a necessidade de utilização de
energia elétrica para os casos onde ela é realmente
necessária para o processo.
34 | Saneas
O EXTREMO-NORTE DA RMSP
Na conceituação da Sabesp o Extremo-Norte da RMSP
é composto pelos municípios de Francisco Morato,
Franco da Rocha, Caieiras e pelo distrito de Perus
pertencente ao município de São Paulo. Esta região
caracteriza-se por ser o maior vetor de crescimento
populacional da Unidade de Negócio Norte e um dos
maiores da RMSP, na última década observou-se o
crescimento exponencial da região. Os investimentos
necessários para suprir o rápido aumento da demanda
são elevados e necessitam de anos de planejamento,
projeto e execução, além da viabilização dos recursos
financeiros. Durante o período compreendido entre
o planejamento e a implantação do projeto foram
necessárias uma série de medidas para suprir na medida do possível a demanda, dentre elas foi instalado
em 1998 um booster de adução para o município de
Francisco Morato, este booster batizado com o nome
do município operou até fevereiro de 2006 quando
foi substituído pelos boosteres de adução para os
reservatórios Franco da Rocha - Vila Santista e Francisco Morato - Centro, em função da insuficiência de
adução frente a elevação da demanda, gerando situações críticas de abastecimento.
O projeto completo para atender a região prevê a
implantação de uma nova adutora desde a ETA Guaraú
até Francisco Morato e um novo booster de adução
para vencer o desnível geométrico de aproximadamente 100m existente a Estação de Tratamento de
Água e o início da adutora do Extremo-Norte, pelo seu
porte o projeto foi dividido em etapas de implantação,
|
2008
artigo técnico
tendo como 1ª etapa o trecho Caieiras-Francisco Morato caracterizado como principal gargalo do sistema,
figuras 1 e 2.
Com o início da operação da adutora Caieiras-Francisco Morato foi eliminada a elevada perda de carga
distribuída no trecho, regularizando o abastecimento
dos municípios e permitindo a desativação dos boosteres de adução Franco da Rocha-Vila Santista e Vila
Bela, gerando uma redução de despesa com energia
elétrica de mais de R$ 1 milhão ao ano e permitindo
o redimensionamento da EEAT Francisco Morato. No
redimensionamento da adutora de recalque para o
reservatório Francisco Morato-Pq.120 foram desenvolvidos estudos de alternativas para a ampliação do
bombeamento atendendo as demandas projetadas para
fim de plano e analisando-se a opção economicamente
viável e com menor consumo de energia elétrica.
Figura 1: Topologia hidráulica do Extremo-Norte
Figura 2: Esquema hidráulico do Extremo-Norte
|
2008
Saneas | 35
artigo técnico
DUPLICAÇÃO DA ADUTORA DO EXTREMO – NORTE
Com a conclusão da obra da nova adutora Ø 800mm no trecho Caieiras–Francisco Morato foi eliminado o principal
gargalo do sistema adutor do Extremo-Norte, reduzindo a perda de carga distribuída do sistema, tabelas 1 e 2, elevando o plano piezométrico por conseqüência. Com a elevação do plano piezométrico foi possível regularizar a adução
dos reservatórios de Franco da Rocha e Francisco Morato e desativar os boosteres de adução Vila Santista e Vila Bela,
gerando uma redução na despesa como energia elétrica de mais de R$ 1 milhão ao ano, figuras 3, 4, 5 e 6.
Tabela 1: Perda de carga no trecho Caieiras – Francisco Morato antes da duplicação
Trecho
e (m)
Ø (mm)
Q (l/s)
Δp (m/km)
v (m/s)
Δptotal
(m/km)
Caieiras – Franco da Rocha
5.816
600
680
6,86
2,40
39,89
Franco da Rocha – Francisco Morato
6.342
400
320
12,59
2,55
79,85
Tabela 2: Perda de carga no trecho Caieiras – Francisco Morato com a duplicação
Trecho
e (m)
Ø (mm)
Q (l/s)
Δp (m/km)
v (m/s)
Δptotal
(m/km)
Caieiras – Franco da Rocha
5.816
900*
967
0,85
1,10
4,95
Franco da Rocha – Francisco Morato
6.574
800
500
0,82
1,00
5,39
* Diâmetro equivalente entre as adutoras Ø 600 mm e Ø 800 mm.
Figura 3: Consumo e despesa com energia elétrica no
Booster Francisco Morato
Booster Vila Bela
Booster Vila Santista
Figura 6: Consumo e despesa total com energia elétrica de
1998 a 2007
36 | Saneas
|
2008
artigo técnico
REDIMENSIONAMENTO DA ADUTORA DE RECALQUE
PARA O RESERVATÓRIO FRANCISCO MORATO - PQ. 120
O reservatório Francisco Morato-Pq. 120 possui um
desnível geométrico de 87m para o reservatório Francisco Morato-Centro, onde está localizada a EEAT responsável pela transferência entre os reservatórios.
A adutora de recalque existente possui Ø 300mm e
3.400m de extensão, fator que contribui para uma considerável perda de carga distribuída e insuficiente para
o atendimento em fim de plano das demandas do setor
de abastecimento. Em um sistema que por característica topográfica já exige uma grande transferência de
energia eletro-mecânica em hidráulica, a perda de carga
deve ser preferencialmente a menor possível. A partir
dessas diretrizes foi realizado o redimensionamento
hidráulico da adutora de recalque, visando atender as
demandas de fim de plano do setor de abastecimento,
tabela 3, com a menor perda de carga distribuída possível, atentando-se para aspectos econômicos entre investimento e economia de energia elétrica.
Uma duplicação da adutora de 300mm, para corresponder a um diâmetro equivalente a 600mm, que
é o diâmetro ideal para veicular as demandas previstas nesse projeto, considerando-se ainda a extensão e
altura geométrica, que influem diretamente na perda
de carga e, consequentemente, na energia elétrica
despendida, corresponderia a implantar, em paralelo,
outra tubulação de 560mm.
Assim, optou-se por implantar outra adutora,
diâmetro 600mm, com extensão de 4.500m e desativar a existente de 300mm, que deverá ser aproveitada
como rede de distribuição.
O diâmetro 600mm foi definido tendo-se em vista
as vazões a serem fornecidas para o reservatório Francisco Morato-Pq. 120 (demandas máximas diárias) até
2025, as velocidades médias e a perda de carga distribuída ao longo da linha de recalque que é muito
extensa e possui um desnível geométrico elevado.
Tabela 3: Francisco Morato-Pq. 120: Populações, demandas e volumes de reservação
Ano
2007
2010
2015
2020
2025
Populaçao (hab)
60.417
67.445
76.719
84.761
91.056
Qmedia (l/s)
176
192
210
223
232
Qmáx. Dia (l/s)
210
230
251
267
277
Observa-se nas curvas características das instalações,
figuras 7 e 8, que a adutora atual Ø 300mm não tem
capacidade hidráulica para atendimento das demandas de final de plano e mesmo o atendimento das
demandas intermediárias requerem uma elevada altura manométrica das bombas da EEA para suprir a
perda de carga distribuída do sistema, concorrendo
diretamente com a energia necessária para vender o
desnível geométrico.
Com a implantação da adutora Ø 600mm a componente da perda de carga para a ser mínima, permitindo que a potência útil seja destinada para a elevação
necessária para vencer o desnível geométrico, evitando-se o consumo desnecessário de energia elétrica.
A utilização de energia elétrica nos processos operacionais do saneamento é indispensável, porém o nível
de utilização pode ser otimizado atentando-se para o
|
2008
Qmáx.Hora (l/s)
Vol.Reserv.(M3)
315
343
375
399
412
6.061
6.609
7.233
7.695
7.971
rendimento dos equipamentos e a eficiência hidráulica
das instalações, priorizando a conservação da energia
hidráulica disponível. A visualização da necessidade de
alteração de modelos operacionais existentes é fundamental para atingir esse objetivo.
O insumo energia elétrica é uma das maiores despesas, se não a maior, dos processos de saneamento e
a sua disponibilidade é cada vez mais restrita, necessitando de investimentos elevadíssimos para ampliação da oferta, sendo um caminho crítico na implantação de novos empreendimentos em todas as áreas.
Portanto, projetos que considerem o seu uso eficaz ou
a redução de consumo diante de um modelo existente
possuem vantagem competitiva na fase de seleção e
priorização de investimentos e em muitos casos é fator decisivo para viabilização de financiamentos.
Saneas | 37
artigo técnico
Figura 7: Curva Característica da Instalação - Adutora de recalque Ø 600mm Francisco
Morato-Pq. 120
Figura 8: Curva Característica da Instalação – Adutora de recalque Ø 300mm Francisco
Morato-Pq. 120
38 | Saneas
|
2008
artigo técnico
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA COMO INDICADOR
NA GESTÃO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO
DE ESGOTO - ETEs
Dieter Wartchow(*) - Engenheiro Civil (UFRGS), Doutor em Engenharia pela universidade de Stuttgart-Alemanha.
Atualmente é professor de graduação e pós-graduação no IPH/UFRGS.
Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH/UFRGS)
Av. Bento Gonçalves, 9500 | Caixa Postal 15029
CEP 91501-970 | Porto Alegre, RS | Brasil
e-mail: [email protected]
Segundo PNUD (2006) dentre as Metas de Desenvolvimento do Milênio para 2015 encontramos a
promoção da sustentabilidade ambiental. Um recurso natural imprescindível à vida são nossos recursos
hídricos que precisam ser preservados. No diagnóstico
dos serviços de água e esgotos do Brasil, segundo a
Agência Nacional de Águas (ANA, 2006), algo precisa
ser feito para resgatar a importância do tratamento
dos esgotos, pois o índice de tratamento de esgoto
sanitário no Brasil abrange apenas 14 % da população.
Portanto, justifica-se a adoção de tecnologias sustentáveis no âmbito do saneamento ambiental.
No ciclo do uso da água, pode-se considerar o estado da arte dos sistemas de esgotamento sanitário
em sua operação e gestão um problema esquecido
ou desconhecido, o que leva gastos excessivos com
energia elétrica além da sobrecarga operacional dos
equipamentos (conjuntos motor-bomba, aeradores,
misturadores e baixa eficiência operacional e/ou ambiental de Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs). A
“diluição” dos esgotos sanitários, devido ao desperdício de água que se soma à contribuição de esgotos
sanitários ou a mistura com águas freáticas ou pluviais pode ser considerada uma atitude insustentável e
onerosa. Portanto, as tecnologias adotadas no planejamento dos sistemas esgotos precisam ser repensadas
quanto à sua finalidade e sustentabilidade ambiental.
|
2008
O panorama de escassez hídrica, principalmente nos
grandes centros urbanos, somado à rigidez das legislações,
que deve ser cada vez maior tendo em vista o cenário
ambiental insustentável, bem como os custos relativos à
outorga pelo uso e cobrança da água e os elevados custos
operacionais dos sistemas de esgoto vêm incentivando a
busca por soluções tecnológicas sustentáveis.
O enfoque de medidas curativas de fim de processo
(end of pipe) como as ETEs resultam em altos custos de
investimento, operação e manutenção, demandam energia em seu processo e produzem lodo cujas características nem sempre são apropriadas para uso na agricultura.
Se não houver gestão eficaz dos sistemas de esgoto sanitário, estes tenderão ao fracasso ambiental e econômico,
pois dificilmente atenderão aos padrões de emissão estabelecidos pelos órgãos ambientais, além dos seus custos
superarem as receitas tarifárias. Algo precisa ser feito, no
âmbito da pesquisa, do planejamento, da construção e
operação destes sistemas. Água e esgoto precisam ser
considerados em seu ciclo, de forma integrada e vinculados. Por isso da importância de apontarmos com base na
experiência gerencial vivenciada no Departamento Municipal de Água e Esgotos (DMAE), de Porto Alegre-RS e
na Companhia Riograndense de Saneamento (CORSANRS), caminhos para a gestão sustentável dos serviços
esgoto sanitário, a partir do acompanhamento de um
indicador de eficiência energética em ETEs.
Saneas | 39
artigo técnico
OBJETIVO
Mediante a utilização de dados de pesquisa em campo
em sistemas de esgoto sanitário no âmbito do Rio
Grande do Sul - Brasil, o presente trabalho tem por
objetivo incentivar e propor uma discussão em torno
da busca de tecnologias de tratamento de esgotos
sanitários, cujos resultados possam assegurar eficácia
operacional com qualidade e eficiência ambiental e
sistemas de esgotamento sanitários com tratamento
sustentável.
METODOLOGIA E ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
Visando o alcance dos objetivos procedeu-se uma análise de ações locais em busca de uma gestão eficiente
e sustentável de sistemas de tratamento de esgotos
sanitários. Os dados são resultados de levantamentos realizados no Departamento Municipal de água
e Esgotos (DMAE, Porto Alegre-RS) e na Companhia
Riograndense de Saneamento (CORSAN-RS).
Paralelamente, com o propósito de incentivar a
operação sustentável e eficiente dos sistemas de
tratamento de esgotos e orientar para a escolha de
alternativas tecnológicas com caráter de tecnologia
limpa, desenvolve-se desde o ano de 2007, no âmbito
do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul (IPH/UFRGS), um projeto
de pesquisa intitulado “Tecnologias sustentáveis de
tratamento de águas residuárias urbanas e industriais”.
Associados a este projeto de pesquisa desenvolvem-se
vários trabalhos de diplomação do curso de graduação
de engenharia civil e ambiental desta universidade.
Os resultados das pesquisas são traduzidos na
forma de indicadores de avaliação e desempenho
da “ecoeficiência” do sistema, os quais ainda encontram-se na fase de pesquisa e consolidação. O termo
ecoeficiência tem se revelado como uma filosofia de
gestão que leva à sustentabilidade.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A ecoeficiência para sistemas de esgoto sanitário
que engloba ligações de esgoto, redes coletoras de esgoto sanitário, equipamentos (Elevatórias), emissários
e estação de tratamento de esgoto define-se a partir
das seguintes diretrizes (adaptado de CEDBS,2007):
40 | Saneas
• a redução do consumo de água e quantidades de
esgoto sanitário em seu ciclo;
• a redução do consumo de energia em sistemas de
esgotamento sanitário (SES);
• a redução da dispersão de poluentes para os
mananciais (eficiência do processo de tratamento
de esgotos);
• a reciclagem e reuso de efluente tratado e de lodos;
• a elevação da vida útil dos processos e dos mananciais;
• agregar valor ambiental ao efluente tratado;
Estas diretrizes passarão a exigir avanços científicos e tecnológicos que ampliem permanentemente
a capacidade de utilizar, recuperar e conservar os recursos naturais para a promoção do desenvolvimento
sustentável. Os caminhos para a gestão sustentável
dos SES passam pela utilização adequada da tecnologia e o planejamento das ações. De forma sistêmica
e integrada, o planejamento de ações como os programas de eficientização energética e programas de
ampliação do tratamento de esgotos e sua ecoeficiência se apóia nas tecnologias afins. O gestor que com
conhecimento, habilidade e atitude de fazer buscará
uma gestão eficaz dos sistemas e o alcance de metas
pré-estabelecidas.
Segundo BRASIL (2007), no setor do saneamento
os gastos com energia elétrica representam 12% das
despesas dos prestadores de serviço, podendo este
percentual variar entre 9% e 24%, dependendo do local. A energia elétrica é o principal insumo no bombeamento de esgotos. Por isso, quanto menos água for
desperdiçada, menor a fração de esgoto a ser transportado, ou transportada de forma mais eficiente, menor
a energia consumida e mais eficiente o sistema. Por
outro lado, a realidade de muitos sistemas de esgoto
sanitário pela sua má eficiência ambiental e sanitária,
carecerão de um “up-grade” tecnológico o que trará
incrementos no indicador de consumo de energia por
volume de esgoto tratado.
Resumidamente, o consumo energético na etapa de
elevação e bombeamento de esgotos, assim como, no
processo de tratamento de esgotos que utilizam sistemas de aeração forçada, serão o de maior impacto
no consumo total de energia elétrica de um sistema
de esgotamento sanitário com tratamento. É nestas
|
2008
artigo técnico
unidades onde se encontra o maior potencial para
o planejamento com vistas ao consumo racional de
energia. Este consumo é função das opções existentes
nos projetos de engenharia e do tipo de tecnologia e
equipamentos utilizados, das condições operacionais e
dos níveis de controles dos sistemas. Portanto, a busca
pela eficiência energética vai além dos limites das ETEs,
cuja tecnologia exigida deverá atender os padrões de
emissão estabelecidos por normas.
O tratamento de esgotos no Brasil ainda é um desafio de grandes dimensões, uma vez apenas 14% do
esgoto urbano passa por alguma ETE para a remoção
de poluentes, antes do despejo final em algum corpo
receptor (ANA, 2006). Assim, a ampliação do tratamento de esgotos e sua ecoeficiência é uma necessidade sanitária e ambiental.
No âmbito do projeto de pesquisa referido na Metodologia, existe o intuito de desenvolver um indicador de ecoeficiência em ETEs, que considere as diretrizes especificadas no início deste capítulo. Assim,
novos desafios estão postos. Tornar ETEs ecoeficientes
significa garantir a eficiência nos níveis de emissão,
buscar a eficiência energética e o tratamento e a disposição ambiental dos lodos. A potência instalada e
projetada nas Estações de Bombeamento de Esgotos
(EBEs) para atender ao pico da vazão de esgotos ou
vazão futura, é utilizada para bombear as perdas de
água e as águas pluviais clandestinas que vão ter ao
sistema de esgotamento sanitário. Da operação de
sistemas de esgotamento sanitário resulta a conclusão
de que os projetos dos sistemas de esgotamento e das
ETEs precisam ser reorientados para se tornarem energeticamente e ambientalmente sustentáveis. O corporativismo que cerca a tomada de decisão sobre as
linhas de pesquisa lamentavelmente não permitiram
até o momento aprofundar as pesquisas, o que traz
à conclusão que Estação de Tratamento de Esgotos é
igual a ETE, o que na realidade não é.
O consumo energético associado a uma ETE está
relacionado, a motores e bombas para o deslocamento
de líquidos, dosagens de reagentes, agitação mecânica,
aeradores, sopradores e equipamentos para a linha de
lodos (digestão, adensamento, desidratação de lodo,
etc.). No Brasil a eficiência dos sistemas ETES implantadas em vários níveis primários ou secundários, não
está ajustada às Resoluções do Conselho Nacional do
Meio Ambiente (CONAMA) n° 357/05, que dispõe sobre
a classificação dos corpos de água e diretrizes ambien-
|
2008
tais para o seu enquadramento, bem como estabelece
as condições e padrões de lançamento de efluentes, e
dá outras providências e do Conselho Estadual do Meio
Ambiente (CONSEMA) n° 128/06, que dispõe sobre a
fixação de padrões de emissão de efluentes líquidos
para fontes de emissão que lancem seus efluentes em
águas superficiais no Estado do Rio Grande do Sul. A
emissão de uma licença ambiental de operação destes
sistemas perde razão de ser se o projeto propõe uma
eficiência que não pode cumprir ou quando não houver monitoramento e fiscalização.
Cardoso, C.G. (2008) a partir da aplicação de um
Índice de Qualidade de Tratamento (IQT) analisou a
eficiência do tratamento e o consumo de energia em
três ETEs do tipo Lagoas de Estabilização (LE), uma
do tipo Lodos Ativados (LA) e uma do tipo Reator
Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA). O Índice de
Qualidade de Tratamento (IQT) médio calculado para
os sistemas de tratamento foi de 3,0; 5,2 e 2,0 respectivamente, de um valor máximo estipulada para
a metodologia utilizada de 10,0 sugerindo um baixo
desempenho qualitativo das ETEs estudadas. Nestes
sistemas de tratamento de esgoto os índices de energia calculados resultaram em consumos de 4,896 kWh/
hab.ano, 12,648 kWh/hab.ano e 6,372 kWh/hab.ano,
respectivamente. Estes dados são comparativamente
menores do que aqueles mencionados por Steinmetz,
H. (2007), cuja mediana para diferentes processos de
tratamento avançado situou-se em 30 kWh/hab.ano.
Isto comprova que a eficiência do processo de tratamento tende a uma relação direta com o consumo de
energia elétrica. Steinmetz, H. (2007) pesquisou ETEs
com elevado padrão tecnológico e cuja eficiência
atende aos rigorosos padrões de emissão de matéria
orgânica e nutrientes da Comunidade Européia.
Santos, J.R.P. (2008) analisou treze ETEs, sendo oito
do tipo Lagoas de Estabilização (LE), uma de Lagoas
Anaeróbias e Bacias de Infiltração (LA/BI), uma Lagoa
Wetland (LW) e três sistemas de tratamento do tipo
Lodos Ativados (LA) cujas concentrações médias dos
parâmetros básicos afluentes e efluentes das ETEs, são
apresentados na tabela 1. As nomenclaturas das ETEs
constam na tabela 2.
Saneas | 41
artigo técnico
Tabela 1: Concentrações médias afluentes e efluentes das ETE.
(Fonte: Santos, J.F.P., 2008)
ETE (2)
DBO5
DQO5
Fósforo
Nitrogênio Total
mgO2/L
mgO2/L
mgP/L
mgN/L
Afluente
Efluente
Afluente
Efluente
Afluente
Efluente
Afluente
Efluente
LA/BI
152,5
14,4
335,5
84,9
5,7
2,9
57,3
5,3
LE1
67,0
9,2
184,8
31,8
2,1
0,8
25,4
2,6
LE2
86,0*
25,4*
ND
ND
5,3*
1,3*
23,0*
12,0*
LE3
78,9
19,9
156,7
77,7
2,0
1,1
29,2
9,0
LE4
27,4
7,6
154,0
85,4
1,7
0,9
12,0
4,4
LE5
100,0
37,3
422,3
106,0
4,0
2,7
ND
ND
LE6
140,7
10,3
299,8
80,6
3,7
1,9
12,3
6,6
LE7
232,0*
42,5*
ND
ND
8,7*
3,9*
26,7*
12,7*
LE8
153,0*
46,2*
ND
ND
11,0*
4,6*
44,5*
24,8*
8,1
LW
233,7
4,5
69,3
498,2
11,8
74,8
0,1
9,4
113,8
0,1
2,5
77,0
8,0
0,3
7,8
LA1
171,0*
16,0*
ND
ND
4,1*
1,2*
37,6*
12,0*
LA2
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
ND
LA3
140,1
13,9
571,0
78,7
5,5
1,7
138,7
11,7
(2) – abreviaturas descritas na tabela 2.
* Fonte: Cardoso, 2007, p. 45
Analisando a tabela 1 e comparando a concentração afluente dos esgotos sanitários (DBO5) com os
valores referidos na literatura por Von Sperling (1995),
observa-se que a concentração de entrada de esgoto
sanitário está a sugerir que os esgotos estão muito
diluídos em várias ETEs. As baixas concentrações de
DBO5 e DQO afluentes das ETEs Pindorama Santa Cruz
do Sul (LE1), (LE2), (LE3) e Uruguaiana (LE4), corroboram com a afirmação de que nos esgotos sanitários
há uma parcela significativa não definida de esgotos
pluviais ou águas de infiltração, onerando as EBEs e
ETEs quanto ao consumo de energia.
A Tabela 2 apresenta os índices de consumo de
energia por metro cúbico de esgoto, índices de con-
42 | Saneas
sumo de energia por habitante por mês e os índices de
remoção de carga de DBO5, para as ETEs pesquisadas.
O consumo de energia considerou a componente última elevatória de esgotos sanitários (que se localiza
no trecho final do sistema de coleta ou junto a ETE)
somado ao consumo de energia do sistema de tratamento de esgotos.
Isto poderá repercutir nos resultados da tabela 2
e na figura 2 que apresenta graficamente os índices
calculados de consumo de energia elétrica por metro
cúbico de esgoto tratado e na figura 3, que apresenta
os índices de consumo de energia em quilowatt hora
por carga de DBO5 removida.
|
2008
artigo técnico
Tabela 2: Índices de consumo de energia por m³ de esgoto, de consumo de energia
por habitante por mês, de remoção de DBO5. (Fonte: Santos, J.R.P., 2008).
Estação de
tratamento de Esgoto
Legenda
Índice Consumo de Índice Consumo de Índice de Remoção
Energia Elétrica
Energia Elétrica
de DBO5
kWh/m³
kWh/hab.mês
kWh/kg
Pindorama Santa Cruz
do Sul
LE1
0,064
0,333
1,105
Ipanema Porto Alegre
LE2
0,070
0,280
1,158
ETE II Rosário do Sul
LE3
0,097
0,361
3,299
Uruguaiana
LE4
0,191
1,032
9,655
Torres
LE5
0,312
0,897
4,982
Alegrete
LE6
0,317
0,947
2,435
Cachoeirinha
LE7
0,048
1,294
0,252
Gravataí
LE8
0,106
1,240
0,996
Navegantes Rio Grande
LE/BI
0,096
0,623
0,724
Parque Osório Tramandaí
LW
0,357
1,050
1,582
Navegantes Porto Alegre
LA1
0,230
1,317
1,487
Santa Maria
LA2
0,416
1,970
ND
Canoas
LA3
0,686
4,096
5,433
Da figura 1, observando que os níveis de consumo
de energia são dependentes da posição das elevatórias
finais a montante das ETEs (distância, altura manométrica), recomenda-se uma análise do padrão de consumo de energia visando sua eficiência em ETEs que
apresentem um consumo de energia maior do que o
valor de referência de 0,2 kWh/m3 de esgoto tratado.
Na figura 2, optou-se por sinalizar as ETEs que
ensejam uma investigação mais detalhada sobre as
características dos esgotos afluentes às ETEs (problemas nos sistemas de esgotamento sanitário como
baixo índice de ligações, diluição do esgoto, ligações
irregulares, etc.) e sobre o processo de tratamento em
si. Estipulou-se aleatoriamente um valor para o índice
de energia por remoção de carga, de 2,000 kWh/kg
DBO5 removida, como um valor de referência.
A análise dos dados e a obtenção dos indicadores
permitiram avaliar as condições relacionadas a eficiên-
|
2008
cia energética nas estações de tratamento de esgoto
da CORSAN-RS e do DMAE-Porto Alegre.
Detectados os locais de consumo de energia e seu
padrão a metodologia do trabalho prevê a recomendação para ajustes no processo operacional das ETE,
visando a sua eficientização. Tomando como exemplo o
tratamento de esgotos com o processo de LA, presumese que a otimização do controle de oxigênio dissolvido
nos tanques de aeração possa ocasionar importante
redução no consumo de energia utilizada para operar
os sopradores que fornecem esse oxigênio. Segundo
Steinmetz (2007) o consumo de energia para processos convencionais de lodos ativados com digestão
anaeróbia do lodo distribuiu-se 70% para o tratamento
biológico, 20% para o tratamento do lodo e 10% para
outras finalidades operacionais. A continuidade do
trabalho de pesquisa faz parte de um todo maior que
pretende analisar a ecoeficiência de sistemas de trata-
Saneas | 43
artigo técnico
mento de esgotos. Por isso, não se pode pensar em diminuir o consumo de energia prejudicando a eficiência
qualitativa do processo como um todo.
No presente/futuro pretende-se com base no IQT
que avalia na forma de um índice a eficiência do
tratamento, a eficiência energética, a eficiência no
tratamento e disposição do lodo e a eficiência sócioeconômica, assim como, principalmente com base no
indicador de eficiência energética, desenvolver modelos e balanços energéticos visando a utilização do
gás produzido em processos anaeróbios na geração
de energia ou a utilização de fontes de energia limpa
(eólica, solar, etc.). No entanto, para viabilizar este intuito, há que romper fronteiras no pensamento fragmentado vigente junto a alguns órgãos deliberativos
onde se define a destinação de verbas para pesquisas.
Obter o menor consumo de energia elétrica depende
do planejamento das instalações, de sua implantação
e principalmente, da operação eficiente do sistema.
A pesquisa e procura por dados operacionais em
ETEs mostrou uma descontinuidade na análise de
parâmetros, em sua inconsistência e no período operacional e dificuldades por parte dos operadores das
ETES em sensibilizar os gestores para a importância
dos dados operacionais na avaliação do sistema ou na
tomada de decisão.
Bohns, F.G. (2008), confrontou padrão de emissão exigido pela legislação ambiental, desempenho e
vazão de esgoto afluente informada para o licenciamento ambiental, dentre outros. A pesquisa limitou-se
Figura 1: Índice de consumo de energia elétrica por m³ de esgoto tratado para
diferentes processos de tratamento de esgoto.
Figura 2: Índice de consumo de energia elétrica por carga de DBO5 removida.
(kWh/kg DBO5 removida).
44 | Saneas
|
2008
artigo técnico
a análise de três desses parâmetros: fósforo
(P), nitrogênio (N), por estarem associados a
eutrofização de mananciais e proliferação
de algas azuis (cianobactérias autotróficas)
e matéria orgânica (medida através dos
parâmetros DBO5 ou DQO). Uma constatação sobre os dados analisados nos mostrou
que os valores atendem a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA
N° 357, a qual foi provisoriamente flexibilizada, para viabilizar ambientalmente obras
do Programa de Aceleração do Crescimento
(PAC) Saneamento. Este episódio ratifica a
observação de que Estação de Tratamento
Figura 3 – Emissão de fósforo para ETEs por faixa de vazão.
de Esgotos é igual a ETE, o que sabemos pela
(Fonte: Bohns, F.G., 2008)
diferença tecnológica e eficiência que não
corresponde à realidade.
Assim, reafirma-se o entendimento de que é preciso
Contudo, se os dados analisados por
reavaliar
as tecnologias adotadas no tratamento de esBohns, F.G. (2008) forem confrontados com a Resogotos sanitários, assim como, empreender a gestão dos
lução do Conselho Estadual do Meio Ambiente - Consistemas de esgoto sanitário, principalmente no que se
sema N° 128, a qual é mais restritiva que a CONAMA
refere à obrigatoriedade das ligações de esgoto, para que
N° 357, as ETEs analisadas não atendem ao padrão de
a construção de ETEs se justifique ambiental, sanitária e
emissão exigido para o parâmetro fósforo. A figura
economicamente. É provável que com o incremento de
3 representa a concentração de fósforo na saída das
esgotos em vazão e concentração nestas ETEs na medida
ETES, por faixa de vazão.
que o tempo avança em direção ao horizonte do alcance
Na figura 3 representou-se no formato tracejado o
do projeto ofereçam valores no efluente superiores ao
padrão de emissão recomendado pela Resolução CONatual padrão exigido nas normas técnicas. Isto, juntaSEMA N° 128. Exceto para a ETE Rosário do Sul, que
3
mente com a necessidade de remoção de nutrientes
se enquadrou na faixa compreendida entre 2.000 m /
3
como o nitrogênio e o fósforo, ensejará um “up-grade”
dia e 10.000 m /dia, as demais ETES deverão ser operatecnológico nas ETEs, um maior controle por parte dos
das respeitando o padrão de emissão de fósforo para
3
agentes ambientais e operadores dos serviços de esgoto
vazões acima de 10.000 m /dia.
e uma inserção educacional da população usuária para
Alguns dados da tabela 1, tomando como referência
compreender os propósitos da implantação de sistemas
a relação DBO5 DQO afluente, sugerem a diluição do
do esgotamento sanitário com tratamento.
esgoto sanitário por águas pluviais ou vice-versa, o que
operacionalmente para uma ETE projetada representa
uma baixa taxa de aplicação, o que favorece o atendimento do limite de emissão estabelecido. É provável
que este seja o motivo pelo qual na figura 3 e na tabela
3, nas ETEs LE1 - Santa Cruz do Sul e LE3 - Rosário do
Sul se tenha atendido o padrão de emissão estabelecido
pela CONSEMA N° 128. Também na tabela 3 a população atendida pelas ETEs é bastante inferior à capacidade
de atendimento populacional projetado. Portanto, não
estariam nossas ETEs sendo projetadas sem considerar
as etapas de implantação recomendadas ou desconsiderando a realidade local e cultural?
|
2008
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Os índices de consumo de energia verificados nas ETEs
pesquisadas situaram-se entre 0,048 e 0,686 kWh/m3
de esgoto tratado. ETEs com valores acima do valor de
referência estipulado de 0,2 kWh/m3 de esgoto tratado
ensejam uma análise visando incrementar a eficiência
energética. Constatou-se haver uma relação entre o
tipo de processo LE, LA, LW ou LE/BI, a eficiência do
tratamento de esgotos e o consumo de energia. Para
alcançar o padrão de emissão estabelecido pelas normas o consumo de energia tenderá a valores significa-
Saneas | 45
artigo técnico
Tabela 3: Concentrações médias. Dados operacionais em ETEs. (Bohns, F.G., 2008).
ETE(2)
Vazão de
projeto
Vazão
Percentual
média
atendim.
atual (2007) Populac.
DBO5
afluente
DBO5
efluente
DQO
efluente
P
efluente
N total
efluente
L/s
L/s
%
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
LE/LI
165,0
116,0
70,30%
152,50
14,38
84,88
2,88
5,27
LE1
117.4
28,0
23,85%
63,49
23,06
89,50
1,18
8,66
LE3
60,0
9,0
19,53%
67,00
9,29
31,76
0,83
3,20
LE4
149,0
29,1
14,31%
83,00
33,00
119,00
2,80
18,50
LE5
216,0
30,9
15,00%
23,70
8,14
98,57
1,78
4,43
LA1
444,0
300,0
67,57%
171,00
16,00
ND
1,2
12,00
LA3
260,0
58,0
22,31%
130,00
14,33
89,11
1,91
11,53
tivamente maiores, daí a importância do seu controle
automatizado e permanente através de indicadores.
Dentre as ETEs analisadas a quase totalidade não
atende ao padrão de emissão exigido pela Resolução
CONSEMA N° 128 para o parâmetro fósforo. Além disso,
é significativo o número que opera abaixo da capacidade inicial de projeto (vazão e concentração), devido à
inexistência das ligações domiciliares ou devido à diluição dos esgotos através de água de infiltração ou águas
pluviais. Esta constatação associa baixa eficácia operacional onerando o padrão de consumo energético.
É preciso abrir portas para o futuro. De relevância
científica, além do consumo racional de energia, será
o desenvolvimento de pesquisas para estudar a utilização de fontes de geração de energia limpa como: a
energia eólica, solar, o reaproveitamento do gás metano na geração de energia e a produção de hidrogênio
como fonte de energia. Espera-se assim obter um
balanço energético orientado ambiental e economicamente. Pesquisar e desenvolver estas alternativas e
empreender tecnologias visando a redução de perdas
de água e o uso eficiente de energia elétrica significará empreender uma nova cultura de projetos sustentáveis para os sistemas de abastecimento de água e
os sistemas de esgoto sanitário.
A diluição dos esgotos por meio de ligações irregulares de águas pluviais e as elevadas perdas de água nos
sistemas de abastecimento de água, elevam significativa-
46 | Saneas
mente o volume de líquido (esgoto misturado com água
ou águas pluviais) a ser bombeado através do sistema
de esgotamento sanitário e nas ETEs, elevando os custos
com energia elétrica pela potência demandada e consumida dos motores instalados ao longo do sistema.
a necessidade de remoção de nutrientes como o
nitrogênio e o fósforo, ensejará um “up-grade” tecnológico nas ETEs, um maior controle por parte dos
agentes ambientais e operadores dos serviços de esgoto e uma inserção educacional da população usuária
para compreender os propósitos da implantação de
sistemas do esgotamento sanitário com tratamento.
Os caminhos para a gestão sustentável dos SES passam pela utilização adequada da tecnologia e o planejamento das ações. Não se recomenda a flexibilização
da legislação ambiental para atender interesses políticos. De forma sistêmica e integrada, o planejamento
de ações como os programas de eficiência energética
e programas de ampliação do tratamento de esgotos
e sua ecoeficiência se apóia nas tecnologias afins. Por
fim, recomenda-se o apoio à pesquisa em rede para este
tema, cujos investimentos significarão maior eficiência
energética dos sistemas de esgotamento sanitário com
tratamento, assim como menores impactos ambientais e econômicos, promovendo verdadeiramente um
processo de desenvolvimento sustentável.
|
2008
“Causos”
Editorialdo sanEamEnto
causO
quEro-quEro, FuTEBol E
SABESP. quANTA coNFuSão!
POR EDSON SANTANA BORGES
O ano de 1993 foi um ano conturbado, de muito trabalho proveniente de mudanças que vinham acontecendo
desde 1991, quando, depois de 16 anos de Superintendência de Manutenção (SMA) fui designado para assumir o
Departamento Distrital da Mooca que, na época, englobava as antigas regionais Mooca e Penha.
Era um período de reestruturação da antiga Diretoria
de Operação (DO) e surgimento da M. Eu e toda a equipe
vínhamos recebendo orientações, através de seminários e
outros eventos, de como seria nosso trabalho. Estávamos
começando uma vida nova na Empresa, com mais de 100
gerentes remanejados de uma só vez.
Eram muitas as novidades, muitos os problemas, muito
a fazer.
No departamento, éramos responsáveis por tudo:
desde o atendimento ao público nas Agências, até as
grandes adutoras, interceptores, elevatórias e reservatórios. Estava decretado o fim das atividades por especialização.
Até orientações sobre o fato de que era uma área com
fortes lideranças sindicais, como atuavam e os problemas
que provocavam nos eventos rotineiros das greves, nos
passaram.
E quem poderia imaginar que em meio a tantas mudanças e tanto trabalho, haveria um problema que não foi
informado por ninguém? Um problema que mereceu atenção especial e envolvimento de toda a equipe.
Ninguém havia nos informado da existência de problemas envolvendo um campo de futebol sobre o reservatório. Apesar de condições de manutenção não muito
boas, com grama quase inexistente, o campo era muito
solicitado por outras áreas da Sabesp e clubes da região.
A questão é que um desses clubes achava que deveria
ter vantagens sobre os outros por conta da diretoria ser
muito ligada a um deputado de São Paulo, enquanto os
funcionários locais pleiteavam o campo só para eles.
Estava montado o cenário para muitos desentendimentos. Para que fosse possível alguns momentos de sossego,
vez ou outra, inventávamos a necessidade de deixar a grama se espalhar para a recuperação do campo e, com isso,
fechávamos o campo por até seis meses.
Enquanto isso, na Sabesp...
... Filas enormes nas Agências, 75% da população de
São Paulo em rodízio eventual ou permanente, e funcionários sendo ameaçados por populações inteiras que
os mantinham presos nos locais onde faltava água. Em
|
2008
meio a toda essa turbulência, ainda tínhamos que participar de reuniões para discutir o uso do campo de futebol. Era o fim do mundo! Precisávamos urgente de uma
solução!
E ela apareceu sob o nome de Quero-Quero. Eram alguns casais de pássaros (no interior são conhecidos como
Deve-Deve) que habitavam o campo nas horas vagas.
Mas o fato é que apareceu um ninho com dois ovinhos
no meio do campo. Todos sabiam que se alguém colocasse as mãos nos ovos (nos ovos dos pássaros!), eles os
abandonariam. Então, os funcionários da oficina tiveram
a idéia de afastar os ovos aos pouquinhos. Todo início de
noite, quando já escuro, eles iam ao local e, com um sarrafo, empurravam os ovos por cerca de 1,50m, tentando
retirá-los do campo para não prejudicar o campeonato
que estava em curso. Mas os ovos quebraram, e os amantes do futebol vibraram. Mas os bichinhos eram teimosos
e, dias depois, novamente dois ovos no meio do campo!
A notícia correu. Enquanto uns queriam que os ovos
quebrassem, outros pregavam a preservação da futura
geração.
Foi quando, para evitar maiores problemas, chamei os
envolvidos e contei uma história: “Pelo desmatamento
atual e crescimento desordenado das cidades, sem a
preservação de áreas verdes, os pássaros já não tinham
espaço e estavam entrando em extinção. Era preciso
preservar”. E decretei: “O campeonato está suspenso até
que os pássaros nasçam, cresçam e voem”. De um lado,
revolta. De outro, vibração, alegria. Os representantes do
tal deputado vieram protestar, mas prevaleceu a responsabilidade com a vida de dois seres vivos e a preservação
ambiental.
Por fim, nasceram. E em uma coisa todos concordavam: eram lindos!
Enquanto a fêmea chocava os ovos, a grama cresceu,
permitindo que os pequenos seres que haviam acabado
de nascer se protegessem de predadores - gatos e homens.
O apego com que os funcionários da Mooca cuidavam para que nada de mal acontecesse aos filhotes era
impressionante.
Assim, a história teve um final feliz: os pássaros cresceram e voaram, sem esquecer de voltar toda tarde para
nos fazer uma visita. Mas, antes disso, um dos filhotes foi
seqüestrado!
Só que isso é outra história...para outro capítulo....
SaneaS | 47
PALAVRA DE AMIGO
“Só tenho boas coisas para
falar de um chefe humano e
amigo, como Sylvio”
Por Dirce Sgorlon Rascado
Às vezes, a gente olha para o passado e depara com pessoas
que marcaram as nossas vidas de uma forma muito positiva,
principalmente nas épocas difíceis. Minha viagem no tempo
vai para meados de 1975, quando passei a trabalhar como
secretária na Sabesp Guarapiranga, na Divisão de Manutenção
de Hidrômetros.
Quem trabalhou na Sabesp naquela época, deve se lembrar da linha dura imposta aos empregados, que geralmente
não podiam questionar ou discutir uma ordem. A opção era
acatar ou acatar.
Portanto, chefe novo era sempre motivo de temeridade,
daí a grata surpresa em me tornar secretária do Eng. Sylvio Ribeiro Leite. Seu jeito de expor com calma, sempre sorrindo, as
dificuldades inerentes ao trabalho, era uma raridade no meio.
Mas, além disso, ele demonstrava valores que nos tornaram
muito próximos: a honestidade, a compreensão, a esperança
em dias melhores e, sobretudo, o respeito pelas nossas verdades tanto nas questões profissionais, quanto nas pessoais.
Sylvio se envolvia de forma muito humana com os empregados. Trazia para nós até pães e docinhos muito gostosos,
feitos por sua esposa Marlene. Bem, acho que ele sabia que eu
morava sózinha no centro de São Paulo e entrava às 7 horas
da manhã no Guarapiranga, sem horário fixo para regressar,
chegando em casa muitas vezes após à meia noite. Tanto sabia,
que lamentava junto comigo o fato de eu não conseguir estudar, pois secretária só podia ir embora do trabalho depois da
saída de todos os chefes.
Faz parte das minhas boas lembranças de amiga, que em
quase todos os dias, antes de entrar para sua sala, ele cochichava uma piada ao meu ouvido e, nas festas de fim de
ano, se reunia com seu pessoal operacional em um boteco
das proximidades do Guarapiranga (era o único chefe participante) e, entre umas e outras, cantava músicas da MPB, as
quais sabia a letra de todas, até das menos conhecidas.
48 | Saneas
Sabia que esse era o Sylvio: bom chefe, bom amigo, bom
pai de família, sempre falando da Marlene e de seus três filhos, além de ser um exímio esportista. Sabem que ele já foi
convidado para ser treinador de volei em Portugal?
Esse era o Sylvio: bom chefe, bom amigo, bom pai de família, sempre falando da Marlene e de seus três filhos, além de
ser um exímio esportista. Sabia que ele já foi convidado para
ser treinador de volei em Portugal?
E para ele, que mais uma vez deu a volta por cima ao se
reestabelecer de sérios problemas de saúde no ano passado,
desejo toda a felicidade do mundo, que continue gozando de
boa saúde e sempre presente nos eventos sócio-culturais promovidos na AAPS e na AESabesp, nos brindando com aquele
sorriso nos lábios, como era seu hábito desde os tempos do
nosso Grêmio no Guarapiranga.
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2008
Editorial
PARTICIPE DA
PRÓXIMA EDIÇÃO!
EXPO CENTER NORTE - PAvIlhÃO AMARElO
12, 13 E 14 DE AgOSTO DE 2009
Fenasan e Encontro Técnico Aesabesp
há 20 anos contribuindo para o desenvolvimento
do saneamento ambiental no Brasil e no mundo.
FENASAN 2009
XX FEIRA NACIONAL
dE sANEAmENtO E
mEIO AmbIENtE
XX ENCONTRO
TÉCNICO AESABESP
Promoção
AESABESP
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2008
SaneaS | 49
editorial
50 | Saneas
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2008

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